También se sabe por experimentos recientes que la distribución de carga eléctrica en el espacio de un electrón se ha medido con gran precisión para que sea perfectamente homogéneo, por lo tanto, esencialmente geométricamente una esfera , lo que significa que dentro de los límites de precisión de la medición tiene un valor cero de momento dipolar eléctrico y por lo tanto, la carga del electrón es un monopolo aislado perfecto dentro de los límites de precisión de nuestras medidas.
Sin embargo, se predice teóricamente más allá de la capacidad de resolución del aparato de medición actual que la carga del electrón tiene un momento dipolar eléctrico (EDM) muy pequeño. , por lo tanto, una falta de homogeneidad de carga muy pequeña:
estimado en el orden de . También se predice que el momento dipolar eléctrico es colineal con la dirección del momento dipolar magnético intrínseco del electrón (Spin).
Hasta que nuestros métodos y aparatos de medición alcancen este grado de resolución de precisión necesario, actualmente no hay forma de verificar esta predicción teórica. Actualmente nuestra mejor medida tiene una resolución de lo que significa que con este límite superior de precisión, la distribución de carga de electrones es una esfera perfecta.
Mi pregunta es , ¿cuáles serían las implicaciones fundamentales en el Modelo Estándar (SM) y la física en general si finalmente verificamos experimentalmente que el electrón tiene un momento dipolar eléctrico distinto de cero?
He leído la sección del artículo de WP relacionado sobre las implicaciones , pero no lo entendí. ¿Puedes explicarlos de una manera menos ambigua? ¿De qué manera cambiaría esto el estado actual de SM?
La implicación sería que todavía hay una fuente desconocida (y no contabilizada en el modelo estándar ) del y -violación probablemente causada por nuevas partículas con masas cercanas .
violación significa que las leyes naturales difieren cuando se reflejan las coordenadas espaciales. violación significa que las leyes naturales no son simétricas bajo el intercambio de todas las partículas a sus correspondientes antipartículas. la violación significa que si combina la reflexión espacial con el intercambio de partículas a antipartículas, esto todavía no es una simetría. debido a la teorema, es equivalente a que las leyes naturales cambien con respecto a la inversión del tiempo.
Todas estas simetrías ya se violan en el modelo estándar, pero solo a través de un mecanismo bien conocido. Tampoco hay forma de agregar las fuentes adicionales del violación con las partículas presentes en el modelo estándar. Por lo tanto, el descubrimiento del EDM de electrones mucho más grande significaría que hay una nueva física más allá del modelo estándar y que ya está al alcance de la próxima generación de aceleradores de partículas.
Esto puede explicar en parte por qué hay muchos más bariones (protones y neutrones) que antibariones en el universo. En parte, porque también se requeriría alguna transición de fase desconocida en el universo primitivo para proporcionar las condiciones para el desequilibrio entre los procesos de producción y destrucción de bariones.
Si bien en caso de tal descubrimiento sabremos que hay algo de física nueva más allá del modelo estándar, lamentablemente no sabremos qué sucede exactamente en esas escalas de energía (¡tal vez supersimetría, tal vez algo más!) Para esto necesitaremos un nuevo colisionador, mucho más potente que el LHC. Sin embargo, esta será una información muy valiosa y probablemente estimule la construcción de este nuevo colisionador.
PD: No tomes demasiado en serio toda esta charla popular sobre la forma del electrón.
Cosmas Zachos
Markoul11