Elektrony jsou v drtivé většině učebnic i odborných knih vyobrazovány jako kulovité částice se záporným nábojem. Ve skutečnosti se pak předpokládalo, že jsou výrazně méně pravidelné. Teď se však ukazuje, že jsou možná kulatější, než si vědci dosud dokázali připustit.
Od tvaru elektronu ke vzniku vesmíru
Kdyby totiž elektrony byly o něco méně kulaté, šlo by prostřednictvím těchto nedokonalostí vysvětlit některé mezery v současném chápání fyziky. Namísto očekávané asymetrie jejich tvaru se však prokázal pravý opak. Tento objev přitom výrazně ovlivňuje například teorii hmoty a antihmoty, která je jedním z pilířů úvah o vzniku a fungování našeho vesmíru. Jak se totiž vesmír rozpínal a ochlazoval, téměř všechny tyto částice hmoty a antihmoty se setkávaly a vzájemně anihilovaly a zanechávaly za sebou pouze fotony neboli záblesky světla. Kdyby však byl vesmír dokonale symetrický, se stejným množstvím hmoty a antihmoty, nedošlo by pravděpodobně nikdy ke vzniku života. Nerovnováha mezi těmito dvěma stavy totiž zapříčinila vznik právě subatomárních částic, které nakonec zformovaly veškerou hmotu okolo nás.
Kulatost částic udává jejich dipólový moment
Kvantová mechanika uvažuje, že uvnitř elektronu ve skutečnosti kmitají další, menší částice. Právě jejich pohyb by měl vytvářet vejčitý tvar této záporně nabité částice díky tzv. elektrickému dipólovému momentu (EDM). Zjednodušeně řečeno pak EDM udává rozložení samotného náboje uvnitř částice, a slouží tak k popisu jeho tvaru. Tato hodnota je přitom měřitelná, a hodnota EDM vyšší než nula by potvrdila asymetrii elektronu. Zatím však není jasné, jak velká může být odchylka. Přesné měření je navíc nesmírně obtížné, přesto však se nedávno vědcům podařilo se těmto výsledkům přiblížit. K experimentu využili molekuly fluoridu hafnia. Pod vlivem elektrického pole by se nekulovité elektrony snažily se proudu vyrovnat. K deformaci však nedošlo. Přestože pak jde o pouze předběžný výsledek popisující charakter těchto částic, mohl by mít zásadní význam pro současné chápání částicové fyziky jako takové.
V nadcházejících experimentech se vědci pokusí popsat tvar elektronu s ještě vyšší přesností. Možná se pak podaří zodpovědět na některé nevyřešené otázky, které s sebou kulatost elektronů aktuálně přináší.
Zdroje:
https://arstechnica.com/science/2018/11/physicists-report-electron-is-round-what-does-that-mean/
https://phys.org/news/2023-07-roundness-electrons-clues.html
