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新實驗捕捉到迄今最詳細電子詳細結(jié)構(gòu)：對稱圓形  圖中是藝術(shù)家描繪實驗過程中電子在兩束激光之間穿行，電子圍繞軸旋轉(zhuǎn)，因為其它亞原子粒子云團不斷地噴射和重新吸收。 他們的研究結(jié)果表明，電子是對稱圓形結(jié)構(gòu)。暗示這種無形粒子并不大，無法將電子扭曲成壓扁的橢圓形。這些發(fā)現(xiàn)再次證實一個長期存在的物理學(xué)理論——“標準模型”，該模型可以描述宇宙中粒子和作用力的行為特征。 與此同時，這項最新發(fā)現(xiàn)可能推翻填補標準模型無法解釋的空缺現(xiàn)象的替代物理理論，研究報告合著作者、美國耶魯大學(xué)物理系教授戴維·德米爾（David DeMille）稱，這可能讓一些非常不滿的物理學(xué)家重新回到設(shè)計階段，這肯定不會讓任何人感到高興。 良性測試理論 由于亞原子粒子還不能被直接觀察到，因此科學(xué)家只能通過間接證據(jù)了解它們。德米爾說：“通過觀察負電荷電子周圍真空發(fā)生的變化，研究人員可以建立粒子行為模型。” 標準模型描述了所有物質(zhì)組成部分之間大部分的相互作用，以及作用在這些粒子上的力。幾十年以來，該理論成功地預(yù)測了物質(zhì)行為特征。 然而，對于標準模型解釋的成功性，也產(chǎn)生了一些令人煩惱的事情。例如：標準模型并未解釋暗物質(zhì)，這是一種神秘、不可見物質(zhì)，它會產(chǎn)生引力，卻不會釋放光線。根據(jù)歐洲核子研究中心的觀點，標準模型沒有考慮到重力，以及其它影響物質(zhì)的基本作用力。 德米爾在研究中指出，替代物理理論為標準模型的不足提供了答案。標準模型預(yù)測環(huán)繞電子周圍的粒子將影響電子外形結(jié)構(gòu)，但在這樣一個無限小的尺度中，使用現(xiàn)有技術(shù)幾乎無法探測。但是其他理論暗示到目前為止還有未發(fā)現(xiàn)的重粒子，例如：超對稱標準模型假設(shè)認為，標準模型中每個粒子都有反物質(zhì)伴侶。這些假設(shè)的重量級粒子將扭曲電子達到研究人員可以觀測的等級。 照亮電子 為了驗證這些預(yù)測，最新實驗以2014年完成實驗高10倍分辨率的設(shè)備觀察電子，2014年和當前的這兩項研究工作都是由“高級冷分子電子偶極矩搜索（ACME）”完成的。 研究人員搜尋了一種難以捉摸（并且未經(jīng)證實）的現(xiàn)象，即電偶極矩（electric dipole moment），在這種現(xiàn)象中，電子的球形結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變形——一側(cè)凹陷，另一側(cè)凸起。德米爾解釋稱，該現(xiàn)象的形成與重粒子影響電子電荷有關(guān)。 德米爾說：“這些粒子標準模型預(yù)測粒子大許多個數(shù)量級，因此這是一種非常清晰的方法判斷標準模型之外是否有新事物正在發(fā)生。” |
