新实验捕捉到迄今最详细电子详细结构

据国外媒体报道，研究人员在最新的研究报告中指出，最新的实验已经捕捉到了迄今为止最详细的电子图像，而且激光可以用来揭示粒子周围的粒子证据。通过激活粒子，科学家可以解释其他亚原子粒子如何改变电子电荷的分布。

他们的研究结果表明电子具有对称的圆形结构。表明看不见的粒子不够大，不足以将电子扭曲成扁平的椭圆形。这些发现再次证实了一个由来已久的物理理论——“标准模型”，它可以描述宇宙中粒子和力的行为特征。

与此同时，这一最新发现可能会推翻替代物理理论，这些理论填补了标准模型无法解释的空白。该研究的合著者、美国耶鲁大学的物理学教授大卫·德米勒说，这可能会让一些不满的物理学家回到设计阶段，这肯定不会让任何人满意。

良性测试理论

由于亚原子粒子不能被直接观察到，科学家只能通过间接证据来理解它们。德米特里说:“通过观察负电荷电子周围真空的变化，研究人员可以建立粒子行为模型。”

标准模型描述了所有物质成分之间的大部分相互作用以及作用在这些粒子上的力。几十年来，这个理论已经成功地预测了物质行为的特征。

然而，标准模型解释的成功也产生了一些令人不安的事情。例如，标准模型不能解释暗物质，它是一种神秘的、不可见的物质，能产生重力但不释放光。根据欧洲核子研究中心的说法，标准模型没有考虑重力和其他影响物质的基本力。

德米特里在他的研究中指出，替代物理理论为标准模型的不足提供了答案。标准模型预测电子周围的粒子会影响电子的形状结构，但在如此微小的尺度下，用现有的技术几乎不可能探测到。然而，其他理论表明，到目前为止仍有重粒子没有被发现。例如，超对称标准模型假设标准模型中的每个粒子都有一个反物质伙伴。这些假设的重量级粒子会将电子扭曲到研究人员可以观察到的程度。

照亮电子

为了验证这些预测，最新的实验在2014年用10倍高分辨率的设备观察了电子。2014年和当前的研究工作都是通过“高级冷分子电子偶极矩搜索(ACME)”完成的。

研究人员寻找一种难以捉摸(且未经证实)的现象——电偶极矩，在这种现象中，电子的球形结构变形——一边凹，另一边凸。德米特里解释说，这种现象的形成与重粒子对电子电荷的影响有关。

德米特里说:“这些粒子标准模型预测粒子要大很多数量级，所以这是判断标准模型之外是否有新情况发生的一个非常清晰的方法。”

在这项最新的研究中，ACME的研究人员以每秒100万个脉冲和每秒50次的速度引入了一束冷的氧化钍分子，并将它们注入哈佛大学地下室的一个相对较小的房间。科学家用激光轰击分子，研究分子反射的光，光的弯曲指向电偶极矩。

然而，研究人员称，反射光没有失真，这给预测电子周围重粒子的物理理论蒙上了一层阴影。德米特里在一份声明中说，这些粒子可能仍然存在，但它们与现有理论描述的情况不一致。德米特里说:“我们的研究结果向科学界证实，我们需要认真思考一些替代的理论观点。”

暗物质发现

德米特里说，尽管该实验评估了电子周围粒子的行为，但它也为暗物质研究提供了重要启示。像亚原子粒子一样，暗物质不能被直接观察到，但是天体物理学家知道暗物质的存在，因为他们观察到暗物质对恒星、行星和宇宙射线产生引力效应。

他说:“和我们一样，天体物理学家也在努力寻找许多预测理论的核心，这些理论已经存在了很长时间，而且有很好的理由。我们认为应该出现相关信号。然而，它们不能被直接看到。我们的肉眼看不到任何东西。”

目前，标准模型还没有预测到暗物质和新的亚原子粒子，这些还没有被直接发现。然而，越来越多令人信服的证据表明，这些现象确实存在。但是在科学家发现它们之前，一些关于它们外观的长期观点可能需要被抛弃。最新的研究报告发表在10月17日的《自然》杂志上。