Keseimbangan antara jirim dan antimateri di Alam Semesta kita adalah teka-teki besar yang telah diselesaikan oleh ahli fizik selama beberapa dekad. Sekarang, dengan mengkaji elektron kecil dengan teliti, para saintis telah menemui cara untuk mengesan titik i.
Pada tahun 1897, ahli fizik J. Thomson menemui zarah yang dikenali sebagai elektron. Sejak itu, para saintis berjuang untuk mencari jawapan kepada soalan yang sangat menarik: apakah bentuk elektron benar-benar bola yang sempurna? Berdasarkan apa yang kita ketahui mengenai zarah-zarah ini hari ini, ini memang berlaku. Dalam temu bual dengan Futurisme, Mordecai-Mark McLow, ahli astrofizik di Muzium Sejarah Alam Amerika, meletakkannya dengan sangat halus. Menurutnya, elektron bulat "dalam kesalahan pengukuran." Malangnya, bagi ahli fizik, pengetahuan ini tidak banyak jawapannya daripada keseluruhan siri soalan yang lebih kompleks.
Kekuatan elektron: perbahasan panas
Menurut model fizikal alam semesta yang standard, setelah Big Bang, semestinya mengandungi jumlah bahan dan antimateri yang sama. Interaksi kedua-dua bahan ini pasti menyebabkan musnah bersama kerana letupan foton yang disebut. Menurut logik ini, alam semesta dalam keadaannya sekarang tidak dapat wujud - namun kita melihat bukti yang sebaliknya.
Akibatnya, saintis mencari tanda-tanda asimetri dalam nisbah jirim dan antimateri yang dapat menjelaskan mengapa bahan pertama berkali-kali lebih banyak daripada yang kedua. Sekiranya elektron kental, hanya kira-kira sfera, ini dapat memberi petunjuk kepada ahli fizik yang mereka perlukan. Tetapi, sayangnya, bentuknya sempurna. Walau bagaimanapun, para penyelidik di JILA telah menunjukkan kaedah baru untuk mengkaji bentuk elektron yang dapat membantu mengesan penyimpangan yang diinginkan.
Inti dari pendekatan baru, seperti segala sesuatu yang bijak, cukup mudah. Sekiranya elektron mempunyai momen dipol elektrik (EDM), ini akan menunjukkan bentuknya yang tidak berbentuk sfera. Sebelumnya, dalam pencarian EDM, saintis mengkaji elektron dalam "pancaran" atom dan molekul tertentu. Malangnya, pergerakan pancaran menghadkan jumlah masa elektron dapat diukur, dan mungkin kerana faktor ini pemerhatian belum menunjukkan tanda-tanda EDM setakat ini.
Pasukan penyelidik JILA mengambil pendekatan yang berbeza. Daripada mempelajari elektron dalam aliran zarah-zarah neutral, mereka mengasingkan ion molekul sebatian anorganik yang dikenali sebagai hafnium fluorida menggunakan medan elektrik berputar. Daripada hanya terbang ke angkasa, seperti dalam sinar, ion-ion mulai menggambarkan lingkaran kecil. Ini membolehkan para saintis mengesan pergerakan elektron selama 0,7 saat - 1000 kali lebih lama daripada semua eksperimen sebelumnya!
Video promosi:
Fenomena misteri
Pengesahan atau penolakan bentuk elektron bulat mungkin kelihatan tidak penting, tetapi hakikat mengkaji ciri-ciri elektron memainkan peranan yang sangat penting. Pada masa ini, kepercayaan yang berlaku adalah bahawa tidak kira pergerakan waktu, undang-undang fizikal tetap tidak dapat dilarang. Tetapi jika para saintis menemui EDM yang bukan sifar, ia akan mengubah pemahaman tentang tahap asas fizik dan, berpotensi, membantu menyelesaikan misteri besar mengenai keseimbangan jirim dan antimateri, yang kita miliki.
Kini, setelah berjaya membuktikan kaedah kerja mereka, para saintis akan mula memperbaikinya. Penyelidik utama Eric Cornell telah memberitahu Science bahawa para penyelidik percaya bahawa mereka akan dapat meningkatkan kepekaan, dan oleh itu ketepatan pengukuran mereka, dengan urutan besarnya hanya dalam beberapa tahun.
Kumpulan lain juga mengusahakan projek serupa untuk mengukur keperitan elektron. Sebagai contoh, pasukan dari Harvard dan Yale yakin bahawa tahun depan mereka dapat mengurangkan kesalahan pengiraan mereka sebanyak 20 kali. Ahli fizik di Imperial College percaya bahawa kaedah yang ada, jika diusahakan dengan betul, akan memungkinkan pengiraan 1000 kali lebih tepat, yang akan menghilangkan sejumlah teori kontroversi yang berpusat di sekitar EDM elektron yang berpotensi. Dan jika bentuk ideal mereka akhirnya terbukti, maka ahli fizik harus mencari jawapan kepada salah satu misteri alam semesta yang paling menakjubkan di tempat lain.
Vasily Makarov
