Электрон опять не оправдал надежд ученых на новую физику

Физики провели новые исследования электрического дипольного момента электрона — второй по значимости (после суммарного заряда) характеристики электрического поля, которое создает эта частица. В некотором смысле дипольный момент описывает «округлость» распределения заряда внутри электрона. Физики опять не смогли зафиксировать какое-либо значение этой величины, кроме нуля, что противоречит некоторым моделям новой физики, таким как суперсимметрия. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Системы частиц или совокупности заряженных частиц внутри другой частицы могут не обладать суммарным зарядом, но все равно характеризуются электрическим дипольным моментом (ЭДМ). В таком случае распределение положительных и отрицательных зарядов надо рассматривать по отдельности и определять их центр. После этого ЭДМ можно рассчитать как произведение суммарного заряда одного знака на расстояние между центрами распределения разных зарядов. В случае электрона ЭДМ описывает отличие центра масс частицы от ее зарядового центра. Это различие возникает вследствие того, что в рамках квантовой теории поля любой объект постоянно окружен облаком виртуальных частиц, взаимодействие с которыми для внешнего наблюдателя по-разному сказывается на распределении массы и заряда.

В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц у электрона может быть небольшой ЭДМ, который связан с нарушением CP-симметрии, то есть с различием физических законов при одновременной замене знаков всех зарядов и зеркальном отображении их распределения. Многие обобщающие Стандартную модель теории, например суперсимметричные модели, предполагают, что существуют дополнительные частицы, которые также вносят вклад в виртуальное облако около электрона. Из-за этого ЭДМ может быть намного больше, чем в Стандартной модели.

В новой работе физики измерили ЭДМ с наивысшей достижимой сегодня точностью, но опять не смогли зафиксировать его величину, а лишь получили верхнюю оценку ее значения. Согласно их результатам, ЭДМ электрона не превышает 10^-29 элементарных зарядов на сантиметр. Столь малая величина существенно ограничивает возможный вклад от дополнительных, пока не обнаруженных частиц. Так может происходить в том случае, если их масса очень велика. Из новых измерений можно сделать вывод, что если подобные частицы и существуют, то Большой адронный коллайдер не сможет их обнаружить, так как его энергии недостаточно для их создания.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.