A 'medição mais precisa até agora' do momento dipolar de um elétron acaba de ser realizada: WebCuriosos
Cientistas da Universidade do Colorado estabeleceram as restrições mais rígidas até agora sobre o tamanho potencial da separação nas cargas elétricas dentro de um elétron, ou seu momento de dipolo elétrico (EDM).
Embora isso não signifique que saibamos qual é esse tamanho ou se ele realmente existe, pode ajudar a eliminar ideias que expliquem por que o Universo não é apenas um espaço vazio.
Esse mistério diz respeito ao equilíbrio entre matéria e antimatéria no Universo – partículas com propriedades muito semelhantes, mas que são imagens espelhadas em aspectos específicos, incluindo o seu estado de carga. O problema é este: o Modelo Padrão da física de partículas prevê quantidades iguais de matéria e antimatéria ao nosso redor, o que não parece ser o caso.
Não só isso, mas as partículas de matéria e antimatéria aniquilam-se umas às outras, por isso é uma maravilha que tenhamos ultrapassado o Big Bang. Segue-se, portanto, que o Modelo Padrão está parcialmente incompleto e que existem outras partículas e interações entre partículas que ainda não descobrimos.
Isto nos traz de volta ao EDM permanente do elétron. Esta medição pode ajudar na descoberta de matéria em falta porque indica uma quebra de simetria – que talvez a matéria e a antimatéria não sejam perfeitamente opostas o suficiente para se anularem completamente.
“O desequilíbrio entre matéria e antimatéria no nosso Universo fornece uma motivação convincente para procurar partículas não descobertas que violem a simetria de paridade de carga,” escrever os pesquisadores em seu artigo publicado.
“Apresentamos a medição mais precisa do EDM usando elétrons confinados dentro de íons moleculares, submetidos a um enorme campo elétrico intramolecular e evoluindo coerentemente por até 3 segundos.”
Esta configuração experimental incrivelmente complexa incluído campos magnéticos, lasers, microondas e campos de radiofrequência para controlar e medir cuidadosamente os elétrons. Em última análise, o limite superior do EDM foi estabelecido cerca de 2,4 vezes mais alto do que antes e cerca de mil milhões de vezes maior do que o previsto pelo Modelo Padrão.
Essencialmente, um EDM mostra uma separação de carga – que a carga de um elétron não é um ponto único e perfeitamente centrado mas um pouco esticado. Nesse espaço extra, poderemos encontrar as respostas para a razão pela qual acabámos por ter mais matéria do que antimatéria e por que é que estas partículas opostas não se anularam.
Em termos técnicos, isto representa uma simetria temporal violação (TSV). Normalmente, na física, pressionar o retrocesso em um processo simplesmente parece uma reversão da atividade que avança no tempo. Eles devem ter a mesma aparência em todos os aspectos, tornando o tempo simétrico.
Uma violação ocorre quando algum aspecto agora parece diferente ao contrário. Embora existam exemplos conhecidos de violações da simetria temporal, nenhum é significativo o suficiente para explicar a predominância de um tipo de matéria sobre outro.
O EDM de um elétron seria uma assinatura de violação da simetria do tempo e, se fosse grande o suficiente, poderia explicar a incompatibilidade entre a matéria e seu gêmeo “invertido”.
O mistério ainda não está resolvido, mas estamos nos aproximando de uma explicação ao caçar as mais ínfimas assimetrias que poderiam ter sido fundamentais – e conhecer o EDM permanente do elétron em um nível preciso será crucial para isso.
A pesquisa foi publicada em Ciência.
