Ви дуже здивуєтеся, коли дізнаєтеся «термін придатності» електрона - новини науки на
Основи фізики припускають, що електрони практично безсмертні. Але недавно був проведений чудовий експеримент, якому вдалося спростувати це фундаментальне припущення. Правда, дізнавшись його результати, ви напевно обхохочетесь: переглянутий мінімальний «термін придатності» електронів склав 60 000 йотталет (!) - це в п'ять квінтильйонів разів більше віку нашого Всесвіту.
Електрон - найлегша субатомна частка, що переносить негативний електричний заряд. Він не має відомих науці складових, тому вважається базовим будівельним блоком Всесвіту, елементарною частинкою.
Міжнародна група вчених, що працюють над експериментом Borexino в Італії, шукала ознаки розпаду електронів на більш легкі частинки, але, як і очікувалося, нічого не знайшла. Насправді, це непогано, тому що підтверджує те, що фізики давно підозрювали. Якби вони виявили, що електрони розпадаються на фотони і нейтрино - частинки з ще меншою масою - це б порушило закон збереження електричного заряду. Таке відкриття вказало б в напрямку абсолютно нової фізики за межами Стандартної моделі.
Однак цій же команді вчених вдалося зробити саме точне вимірювання «терміну життя» електронів. Їх розрахунки показали, що частка, яка існує сьогодні, буде існувати ще 66 000 йотталет (6,6 х 10 ^ 28 років), а це приблизно в п'ять квінтильйонів разів більше віку Всесвіту. Деталі цієї роботи з'явилися в науковому журналі Physical Review Letters.
Ось як пояснюється цей екстремальний пірует:
Після 408 днів прочісування даних вони не знайшли нічого. Але їм все ж вдалося визначити середню життя електрона.
Новий нижній поріг
Звичайно, все це не означає, що електрони проживуть так довго. По-перше, Всесвіту за цей час вже не стане, швидше за все. І навіть якщо вона буде - скажімо, після сценарію Великого Вибуху - фундаментальні властивості частинок на зразок електронів, швидше за все, будуть зовсім іншими.
Ніяких ознак розпаду
Причина жахливо довгої тривалості повинна якось співвіднести з тим фактом, що вчені не впевнені цілком і повністю в тому, що електрони володіють імунітетом до розпаду. Спостереження, зроблені вченими Borexino (або, скоріше, їх відсутність), припускають, що оскільки ми не бачили розпаду електронів, їх термін життя повинен бути не меншим за те, що припускають нові розрахунки.
Шон Керролл, професор кафедри фізики Каліфорнійського технологічного інституту, так пояснив це в листі Gizmodo:
«Розпад - це природний процес у фізиці частинок; важкі частки, як правило, розпадаються на більш легкі. Нейтрон, наданий сам собі, наприклад, розпадеться на протон, електрон і антинейтрино протягом декількох хвилин. Це така версія розпаду радіоактивних ядер на кшталт урану у виконанні елементарних частинок.
Але є речі, які, здається, ніколи не відбудуться, які ми описуємо законами збереження. Наприклад, сумарний електричний заряд не змінюється. Крім того, «баріонна число» (загальне число протонів плюс нейтрони мінус число антипротонів плюс антинейтрони) і «лептонний заряд» (електрони плюс нейтрино мінус їх античастинки) - теж. Перед розпадом у нас є один нейтрон, заряд якого = 0, баріонна число = 1, а лептонний заряд = 0. Після розпаду заряд також = 0 (протон = +1, електрон = -1, антинейтрино = 0), баріонна число = 1 (протон = 1, електрон і антинейтрино = 0) і лептонний заряд = 0 (протон = 0, електрон = 1, антинейтрино = -1).
Баріонна і лептонний заряд ніколи не змінювалися ні в одному з експериментів - така подія коштувало б Нобелівської премії - але в теорії ми вважаємо, що їх зміни можливі і, можливо, відбувалися в ранньому Всесвіті. (Це могло б допомогти нам пояснити, чому в сучасному Всесвіті більше матерії, ніж антиматерії) ».
Але ніхто не очікує, що зміниться заряд. Ця величина рішуче зберігається.
Якби електричний заряд не зберігся, це було б дуже і дуже дивна подія. Тому всі думають, що електрони не розпадаються ».
Керролл каже, що частинки, які легше електронів, електрично нейтральні: нейтрино, фотони, глюони, Гравітон. Якби існували інші легкі заряджені частинки, ми б їх виявили до теперішнього часу. Все вказує на те, що електрону нема на що розпадатися.
«Але шукати неодмінно варто! Це лотерейний квиток - малоймовірно, що ви що-небудь знайдете, але якщо знайдете, то розбагатієте, - каже Керролл. - На жаль, ніхто нічого не знайшов, але нульові результати - важлива частина гарної науки ».
Ви дуже здивуєтеся, коли дізнаєтеся «термін придатності» електрона Ілля Хель
До того, що пропозиція "Всесвіту за цей час вже не стане, швидше за все" - являє собою повну ахінею. По-перше, існує кілька чисто умоглядних гіпотез на рахунок майбутнього Всесвіту. Нагадаю, це не теорії, а всього лише непроверяемие гіпотези, які не враховують дуже багато чого і засновані на середньої щільності речовини у Всесвіті і космологічної сталої. Так ось, сама "правдоподібна" з них прогнозує нескінченно довгий розширення Всесвіту і її охолодження: якщо навіть припустити, що протон не стабільний (а це ой як умоглядно), то Всесвіт все одно проіснує вічно, в ній, на квантовому рівні все одно будуть відбуватися різного роду процеси і так далі (це - не враховуючи такі "дрібниці", як теорему Пуанкаре про повернення, роль гравітації і так далі).