欢迎来到今日的《科学快报》 电子的形状,你以为是球形的吗?科学家的新发现可能会让你大吃一惊,这又是怎么一回事呢?《科学》期刊2023年7月7日的一项研究,可能会让你对电子的了解有所改变。这个你日常生活中不可或缺,但又几乎察觉不到的微观世界的成员,现在有了新的定义。 ![]() 是的,电子,科学家们确认,它们真的非常,非常的圆! 这个最新的测量结果以前所未有的精确程度确认了电子的球形形态,这一发现让宇宙充满物质而不是反物质的神秘现象更加深奥。如果电子的形状中存在不对称性,也就是说,电子的电荷分布不均,那么这可能表明自然法则中也存在相应的不对称性,这可能解释我们的宇宙为什么这样。 我们看看科学家是如何证实这一点的。 研究小组成员,科罗拉多大学博尔德分校的物理学家Tanya Roussy和她的同事,他们以是否电子在电场中旋转来衡量粒子的形状。如果电子不是圆的,而是稍微像鸡蛋一样的形状,那么电场就会对它们施加扭矩,就像重力使得一个站在尽头的鸡蛋倾覆一样。 ![]() 研究人员为了看到这种扭矩,他们检查了电荷分子氟化铪的能量水平的变化。如果电子被施加了扭矩,那么这些分子的能量水平会因为“鸡蛋”的指向相对于电场的不同方向而有所不同。但是研究人员发现分子的能量水平没有任何区别,从而确认了电子的圆形性。 ![]() 在最基础的层面上,电子是像点一样的粒子,没有明确的大小和形状。但在量子场理论中,可以将电子视为被临时的“虚拟”粒子所包围,这些粒子在存在和不存在之间闪烁,给每个电子一个球形的电荷光环。如果发现这个光环稍微像鸡蛋形,那就可能解释为什么宇宙向物质倾斜。 ![]() 这样的研究结果在我们对物质和反物质的理解上提出了新的疑问。理论物理学家曾经认为,大爆炸应该在物质和反物质之间创造出相等的份额——它们是彼此的镜像,只是电荷相反。然而在我们的宇宙中,物质是常见的,而反物质却稀缺。理论物理学家们提出,存在一种特定的亚原子粒子可能使得物质占据了上风。如果这样的粒子存在,它们也会瞬间出现和消失在电子周围,以一种让电子变得椭圆形的方式。 ![]() 现在,新的研究结果没有留下任何隐藏粒子的痕迹,这使得物质如何取得上风的谜团仍然没有解决。这就让我们联想到,还有什么是我们不知道的? 当你回顾我们对电子形状的了解历程,是否会惊讶于科学的研究步伐?你是否会对自然规律中隐藏的不对称性产生疑惑?是否想过,或许就在我们的眼皮底下,有一个全新的世界等待我们去发掘? 最后,你对这一新发现有什么看法,不妨在评论区分享一下你的看法,我们一起讨论,一起探索科学的奥秘。 |
|