要说出电子的形状可不容易,这不仅是因为它实在太小了,还因为电子表现出了典型的量子特征。不过世界人民从来都是不信邪的,要想了解电子的真实形状,我们有两条路可以走一条路就是猜,当然不是瞎JB猜,而是有理论根据的不过理论依据还存在分歧。标准模型预言电子是一个完美的球形,完美得不能再完美了,就和我们常见到的原子图画中的一样。原子但是另一种理论,超对称理论则不这样认为,所谓的超对称理论比较复杂简单说来就是,这个理论的基础是假设存在一种尚未被发现的,能够感应电子磁场震荡方向的粒子,在电子磁场作用下,这群假想的粒子会在电子四周作不均匀的分布,导致电子负电分布发生变化,从而引发了轻微的对称破缺,可见理论预测自己就存在着严重的分歧,不过超对称理论是被更多人所接受的,那就是电子应该不是一个完美的球形。但是理论毕竟只是理论,就算有再多的人支持,也还只能是假说,所以要想验证超对称理论的正确,就需要有实验的结果作为支持。而对于电子的形状,看来也只有通过实验,我们才能真正地了解到电子的真实形状,但是实验并不容易,要想探查如此微小的电子的形状,需要实验技术与实验的装置的飞跃性进步。承担这一任务的,是一项称为先进冷分子电子电偶极矩研究的跨校研究项目,简称ACME在近几年随着实验条件的不断进步,到年前后的时候,ACME的实验设备精度,达到了与可能超越标准模型的理论预测相匹配的水平,也就是说ACME项目所能达到的细节水平,已经可以帮助科学家们,对标准模型和超对称理论的正确性作出评判。可以说就和第号元素的制取一样,ACME的这次实验,同样是现代实验技术发挥到极致所取得的突破,那么具体是怎么个套路呢,简单说来要想了解电子形状。大致分4步第一步利用微波将分子中的电子退激发,也就是把一个氧化钍分子放在微波场中,使它的最外层电子退回到最低能级第二步把这哥们放入电磁场中,让它换个造型,变成横卧的状态第三步使用激光对其进行重新激发,一旦被重新激发,电子就会产生一个磁场,这个磁场就像一个竖直旋转的陀螺,我们知道在旋转轴与垂直方向上会存在一个夹角。而不同的形状,这一夹角的大小也不同,形状越圆夹角就越小所以接下来第四步的任务,就是测出这个夹角的大小,为了测出这个角的大小,电子要被重新退激发,在被退激发后,电子会释放出一个光子,其有关参数就可以反映出电子磁场的偏转角度,进而我们就可以知道电子的形状了那么结果究竟如何呢?可以说物理学家们真是被深深打脸了,这倒不是说测得的电子形状长得完全出乎意料,而是大多数人所认同的超对称理论看来难逃一劫了。年1月,参与实验的科学家们得到的令人难以置信的结果,结果显示电子是完美的圆球,误差仅为10的27次方分之一,也就是说电子的形状基本就是完美的,对称破缺的概率,不会超过十亿分之一的十亿分之一的十亿分之一,可能大家从这个数字上,还很难直观地想象出电子到底圆到什么程度。这么说吧,就是把电子放大到太阳那么大,其各向半径之间的差别也不超过一根头发丝,这个结果仿佛让人们回到了多年前,当时的人们认为大自然偏爱完美,讨厌不完美,但是后来随着科学的发展,人们发现不完美才是世界的主旋律。但电子形状的发现,让人们再次看到了可能只会存在于古希腊人思想中的完美形状,可以说这次实验是对超对称理论的一个沉重打击,那么超对称理论就要就此终结了吗?不好说,如果物理学家们依然相信超对称理论的话,他们完全可以想象出一些,能够迎合超对称理论所预言的物理机制,并对超对称理论作出相应的调整。但不得不说的是,这些调整很可能把物理学家们逼入绝境,就像当年的地心说一样,虽然地心说已经和天文观测越来越不相符了,但当时的人们还是在对地心说不断地做着调整,加上一些所谓的本环。复杂的地心说最后加到80多个本环,就在人们行将崩溃的时候,日心说终于解放了人们的思想,如果电子形状也出现这样的情况的话看来抛弃超对称理论也只是时间问题了,当然现在就对超对称理论判处死刑还是为时尚早,因为实验结果很可能存在误差,现在ACME的研究人员仍在继续寻找着电子的微小瑕疵。在未来的几年内,实验精度可以提高10倍,然后再提高10倍,具体会提高到怎样的倍数咱就不知道了,但可以肯定的是所有理论,届时都将迎来终极大考,决定命运的一刻就在不久的将来。所以说这一切都只是时间的问题了,要么有朝一日,人们在电子表面找到微小的对称破缺,为超对称理论等猜想续上一命,要么电子始终保持其高冷的完美形状,令所有假设都灰飞烟灭,将物理学家推回对物质模糊认知的起点。当然了这种模糊的认知还是和千百年前,是有本质区别的,总之世界上隐藏最深的秘密之一,就要被揭开了,还是老话,拭目以待,在这之前电子就在那里,等待着我们的发现,上帝决定,我们观察,最终能不能观察到就要看自我奋斗与历史进程了。
转载请注明:http://www.0431gb208.com/sjszjzl/8131.html