สิ่งที่อยู่ภายใน

นักฟิสิกส์สงสัยว่าโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้ามีอยู่เพราะพวกมันยอมให้อนุภาคละเมิดสิ่งที่เรียกว่าสมมาตรการย้อนเวลา แม้ว่าความสมมาตรจะฟังดูดี แต่นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่ากระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคอื่นๆ (เช่น B mesons) มีพฤติกรรมแตกต่างกันไม่ว่าจะวิ่งไปข้างหน้าหรือข้างหลัง ซึ่งเป็นการละเมิดสมมาตรการย้อนเวลา เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น อิเล็กตรอน (และอนุภาคพื้นฐานอื่นๆ) จะต้องมีโครงสร้างภายใน ซึ่งเป็นสิ่งที่โมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าสามารถเปิดเผยได้

ในการจินตนาการถึงโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าของอิเล็กตรอน 

ลองนึกภาพว่าอิเล็กตรอนมี พัดอิเล็กตรอนก้อนนั้นให้มีขนาดเท่ากับโลก และประจุบวกพิเศษจะปรากฏเป็นรอยบุบเล็กๆ ที่ขั้วโลกเหนือ ในขณะที่ประจุลบเพิ่มเติมจะเป็นส่วนนูนเล็กๆ ที่ขั้วโลกใต้ เมื่อพิจารณาจากขีดจำกัดในปัจจุบัน ขนาดของบุ๋มหรือส่วนนูนนั้นจะสอดคล้องกับการบวกหรือการลบไม่เกินหนึ่งในพันของความกว้างของเส้นผมมนุษย์จากปลายด้านใดด้านหนึ่งของโลก

แบบจำลองมาตรฐานคาดการณ์ว่าโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าของอิเล็กตรอนมีค่าน้อยกว่า 10 –38ในหน่วยประจุอิเล็กตรอนคูณเซนติเมตร ซึ่งเทียบเท่ากับการแยกอิเล็กตรอนและอนุภาคที่มีประจุที่คล้ายกันในระยะ 10 –38เซนติเมตร หรือหนึ่งร้อยล้านล้านของล้านล้านของหนึ่งเซนติเมตร แต่ส่วนขยายของรุ่นมาตรฐานคาดการณ์ว่าโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าจะมีขนาดใหญ่ขึ้นระหว่าง 10 –25 และ 10 –30 ในปี 2545 ทีมงานของ Commins ได้เผยแพร่ขีดจำกัดที่เข้มงวดที่สุด: 1.6 – 10 –27 นั่นหมายความว่านักวิจัยอยู่ในพื้นที่ล่าสัตว์อย่างดีซึ่งพวกเขาอาจพบสัตว์ร้าย

แต่ละครั้งที่ผู้ทดลองล้มเหลวในการตรวจจับโมเมนต์ไดโพลแม้จะเพิ่มความไวของการทดสอบก็ตาม พวกเขาจำกัดขอบเขตของความใหญ่โตให้แน่นขึ้น เหมือนกับการลดแถบในเกมของบริเวณขอบรก เมื่อแถบตกลงไป นักทฤษฎีจะต้องตัดความคิดของพวกเขาออกไปว่าจักรวาล

ทำงานอย่างไร “นักทฤษฎีที่ดีสามารถสร้างแบบจำลองได้ภายในหนึ่งชั่วโมง แต่เราต้องใช้เวลา 20 ปีในการทำลายมัน” คอมมินส์กล่าว

ขีดจำกัดปัจจุบันได้ตัดทอนแนวคิดยอดนิยมที่รู้จักกันในนามสมมาตรยิ่งยวดซึ่งพยายามอธิบายความไม่สมดุลของสสารจักรวาล/ปฏิสสารโดยแนะนำว่าทุกอนุภาคมี “หุ้นส่วนพิเศษ” ที่ยังมองไม่เห็น หากนักวิจัยสามารถผลักดันขีดจำกัดไปที่ 10 –29ได้ นั่นจะเป็นการตัดทอนส่วนขยายอื่นของแบบจำลองมาตรฐานที่พยายามแก้ปัญหาเรื่องโดยสมมุติฐานของอนุภาคหลายชนิดที่เรียกว่า Higgs boson ซึ่ง Large Hadron Collider ของยุโรปได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับ .

ในการวัดโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าของอิเล็กตรอน นักฟิสิกส์จำเป็นต้องจับตาดูอิเล็กตรอนอย่างใกล้ชิดขณะพลิกบนสนามไฟฟ้า จากนั้นพวกเขาจะพิจารณาว่าคุณสมบัติที่เรียกว่าการหมุนของอนุภาคตอบสนองแตกต่างกันหรือไม่เมื่อเปิดสนามในทิศทางที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนมีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้า การเห็นความแตกต่างนั้นเป็นส่วนที่ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากการเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งระหว่างไฟฟ้ากับสนามแม่เหล็ก (อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก) จึงง่ายที่จะเปลี่ยนสนามแม่เหล็กโดยไม่ได้ตั้งใจเมื่อใช้สนามไฟฟ้าภายนอก หากเกิดเหตุการณ์นี้ การหมุนของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนในลักษณะที่ไม่ต้องการ ซึ่งเลียนแบบการตอบสนองของมันหากมีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้า

นักวิทยาศาสตร์จึงได้พัฒนากลวิธีเพื่อเพิ่มโอกาสในการตรวจจับโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้า โดยการเฝ้าดูอิเล็กตรอนให้นานที่สุด โดยเพิ่มปฏิกิริยาของมัน และกำจัดแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดภายนอกให้ได้มากที่สุด งานจะจู้จี้จุกจิกและน่าผิดหวัง ที่แอมเฮิร์สต์ ฮันเตอร์ใช้เวลาหลายปีในการปรับแต่งการทดลองกับอะตอมของซีเซียมและเผยแพร่ขีดจำกัดในปี 1989 เพียงเพื่อจะแซงหน้าคอมมินส์ในปีหน้า งานนั้นที่เบิร์กลีย์ มองหาโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าในอะตอมแทลเลียมในช่วงเช้าตรู่ เมื่อรถไฟในบริเวณใกล้เคียงที่อาจรบกวนการวัดไม่ได้วิ่ง

วัสดุที่เลือก

นับตั้งแต่วันนั้นเป็นต้นมา ความก้าวหน้าในการดักจับและทำให้อะตอมเย็นลงโดยใช้เลเซอร์ทำให้การศึกษาอะตอมมีความละเอียดอ่อนมากขึ้น การค้นหาจากอะตอมที่มีแนวโน้มดีอย่างหนึ่งในปัจจุบันคือในห้องทดลองของ David Weiss ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียใน University Park ที่นั่นเขาได้พัฒนาวิธีการดักจับอะตอมซีเซียมในสองภูมิภาค แต่ละแห่งมีสนามไฟฟ้าที่มีทิศทางตรงกันข้าม การใช้สนามไฟฟ้าภายนอกกับสิ่งทั้งหมดควรทำให้อิเล็กตรอนในทั้งสองภูมิภาคมีปฏิกิริยาเท่ากัน และเนื่องจากสนามมีทิศทางตรงกันข้ามในการเริ่มต้น ปัญหาใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากการประดิษฐ์ของการทดสอบควรมีความชัดเจน

แนะนำ : รีวิวเครื่องใช้ไฟฟ้า | รีวิวอาหารญี่ปุ่น| รีวิวที่เที่ยว | ดาราเอวี