Keseimbangan antara materi dan antimateri di Alam Semesta kita adalah teka-teki besar yang harus dipecahkan oleh fisikawan selama beberapa dekade. Sekarang, dengan mempelajari elektron kecil dengan cermat, para ilmuwan telah menemukan cara untuk menandai i.
Pada tahun 1897, fisikawan J. Thomson menemukan sebuah partikel yang disebut elektron. Sejak saat itu, para ilmuwan berjuang keras untuk menemukan jawaban atas pertanyaan yang sangat menarik: apakah bentuk elektron benar-benar bola yang sempurna? Berdasarkan apa yang kita ketahui tentang partikel-partikel ini hari ini, memang demikianlah masalahnya. Dalam sebuah wawancara dengan Futurisme, Mordecai-Mark McLow, seorang astrofisikawan di American Museum of Natural History, menjelaskannya dengan sangat hati-hati. Menurutnya, elektron berbentuk bulat "dalam kesalahan pengukuran". Sayangnya, bagi fisikawan, pengetahuan ini bukanlah jawaban atas serangkaian pertanyaan yang bahkan lebih kompleks.
Kebulatan elektron: perdebatan sengit
Menurut model fisik standar alam semesta, setelah Big Bang, semestinya ia berisi materi dan antimateri dalam jumlah yang sama. Interaksi kedua zat ini pasti mengarah pada pemusnahan timbal balik karena apa yang disebut ledakan foton. Menurut logika ini, alam semesta dalam keadaannya saat ini tidak mungkin ada - namun kita melihat bukti yang sebaliknya.
Akibatnya, para ilmuwan mencari tanda-tanda asimetri dalam rasio materi dan antimateri yang dapat menjelaskan mengapa zat pertama berkali-kali lipat lebih banyak daripada zat kedua. Jika elektronnya menggumpal, hanya berbentuk bulat kasar, ini bisa memberi petunjuk yang dibutuhkan fisikawan. Tapi, sayang, ternyata bentuknya sempurna. Namun, para peneliti di JILA telah mendemonstrasikan metode baru untuk mempelajari bentuk elektron yang dapat membantu mendeteksi distorsi yang diinginkan.
Inti dari pendekatan baru, seperti segala sesuatu yang cerdik, cukup sederhana. Jika elektron memiliki momen dipol listrik (EDM), ini akan menunjukkan bentuk non-bola. Sebelumnya, dalam pencarian EDM, para ilmuwan mempelajari elektron dalam "berkas" atom dan molekul tertentu. Sayangnya, gerakan berkas membatasi jumlah waktu elektron dapat diukur, dan mungkin karena faktor inilah pengamatan belum menunjukkan tanda EDM sejauh ini.
Tim peneliti JILA mengambil pendekatan berbeda. Alih-alih mempelajari elektron dalam aliran partikel netral, mereka mengisolasi ion molekuler dari senyawa anorganik yang dikenal sebagai hafnium fluorida menggunakan medan listrik yang berputar. Alih-alih terbang ke luar angkasa, seperti dalam kasus sinar, ion-ion mulai menggambarkan lingkaran kecil. Ini memungkinkan para ilmuwan untuk melacak pergerakan elektron selama 0,7 detik - 1000 kali lebih lama dari semua percobaan sebelumnya!
Video promosi:
Fenomena misterius
Konfirmasi atau sanggahan dari bentuk bulat elektron mungkin tampak tidak signifikan, tetapi fakta mempelajari karakteristik elektron memainkan peran yang sangat penting. Saat ini, kepercayaan yang berlaku adalah bahwa terlepas dari pergerakan waktu, hukum fisik tetap tidak dapat diganggu gugat. Tetapi jika para ilmuwan menemukan EDM bukan nol, itu akan mengubah pemahaman tingkat dasar fisika dan, berpotensi, membantu memecahkan misteri besar tentang keseimbangan materi dan antimateri, yang kita berutang keberadaan kita.
Sekarang, setelah berhasil membuktikan kemampuan kerja metode mereka, para ilmuwan akan mulai memperbaikinya. Peneliti utama Eric Cornell telah memberi tahu Science bahwa para peneliti percaya mereka akan dapat meningkatkan sensitivitas, dan karenanya akurasi pengukuran mereka, dengan urutan besarnya hanya dalam beberapa tahun.
Kelompok lain juga mengerjakan proyek serupa untuk mengukur kebulatan elektron. Misalnya, tim dari Harvard dan Yale yakin tahun depan mereka akan bisa mengurangi kesalahan perhitungan mereka sebanyak 20 kali lipat. Fisikawan di Imperial College percaya bahwa metode yang ada, jika bekerja dengan benar, akan memungkinkan perhitungan 1000 kali lebih akurat, yang akan menghilangkan sejumlah teori kontroversial yang berpusat di sekitar potensi EDM elektron. Dan jika bentuk ideal mereka akhirnya terbukti, maka fisikawan harus mencari jawaban dari salah satu misteri paling menakjubkan di alam semesta di tempat lain.
Vasily Makarov
