شکل کروی الکترون تأیید شد و این کشف بزرگی است

کرونوس – تصویر کردن دنیای کوچک ذرات بنیادین بسیار سخت است. دید سنتی‌ای که ما نسبت به اتم داریم و آن را شبیه به یک منظومه‌ی شمسی می‌دانیم اشتباه است. الکترون‌ها، کوارک‌ها و نوترینوها رفتاری دارند هم شبیه به ذره و هم موج که خود به پیچیدگی داستان می‌افزاید. اما خوشبختانه درک بعضی از مسائل ساده‌تر است. برای نمونه، به تازگی تأیید شده است که بار الکترون به طور کامل کروی است.

محققینی از دانشگاه نورتوسترن، هاروارد و ییل در مقاله‌ای که در Nature منتشر شده نشان داده‌اند که بار الکترون واقعاً کروی و متقارن است. این نتایج با دقتی بسیار بسیار بالاتر از مطالعات پیشین به دست آمده. اما نتیجه‌ی مهمی که از کروی بودن الکترون حاصل می‌شود این است که این کشف موجب تقویت مدل استاندارد فیزیک ذرات که نظریه‌ی فعلی ما از جهان کوانتوم است می‌باشد.

مدل استاندارد مسأله‌ای غامض است. از یک سو، یکی از عالی‌ترین ایده‌های علمی انسان است؛ اما از سوی دیگر، محدودیت‌های زیادی دارد. مسائلی همچون گرانش یا مواد فرضی‌ای همچون انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک را نمی‌توان در این نظریه گنجاند. پژوهشگران دائماً به دنبال پیدا کردن پیشبینی‌های نادرست این نظریه هستند تا آن را به بوته‌ی آزمایش بگذارند. این مدل می‌گوید بار الکترون به شکل کره است، اما اگر اثری از ذرات یا نیروهای دیگر وجود داشته باشد، ممکن است از حالت کروی خارج شود.

جرالد گابریلس از دانشگاه نورتوسترن در بیانیه‌ای گفت: «اگر کشف می‌کردیم که این شکل مدور نیست، این کشف برای دهه‌ها در صدر اخبار فیزیک قرار می‌گرفت. اما یافته‌ی ما هنوز بسیار مهم است چراکه به تقویت مدل استاندارد فیزیک ذرات پرداخته و نظریه‌های جایگزین را کنار می‌گذارد.»

او افزود: «ما می دانیم که مدل استاندارد اشتباه است، اما نمی‌دانیم در چه جاهایی اشتباه است. قضیه شبیه یک رمان کارآگاهی بزرگ است. ما هنوز از پاسخ به پرسش‌های اساسی فاصله‌ی زیادی داریم و باید نسبت به این موضوع دقت بیشتری به خرج دهیم. اما من امید زیادی دارم که به زودی بتوانیم با همین دقت به پاسخ‌هایی که می‌خواهیم نزدیک شویم.»

کنار زدن مدل‌های جایگزین کار دشواری است. برای این کار به نظریه‌ای نیاز است که پا را از مدل استاندارد فراتر بگذارد؛ اما در همه‌ی این نظریه‌ها، الکترون کمی لهیدگی دارد. این بدین معنی است که همه‌ی این نظریه‌ها بایستی بازبینی شوند تا با یافته‌ی اخیر هماهنگ شوند. دقتی که اندازه‌گیری اخیر با استفاده از آن ثبت شده، راه بر هر شک و شبهه‌ای می‌بندد.

گابریلس می‌گوید: «دقت سازوکار ما به گونه‌ای است که اگر الکترون به اندازه‌ی کره‌ی زمین بود، می‌توانستیم انحراف مرکز آن را حتی اگر یک میلیون بار از یک تار مو کوچک‌تر باشد شناسایی کنیم.»