Was wären die Implikationen im Standardmodell, wenn wir experimentell verifizieren würden, dass die Elektronenladung ein intrinsisches elektrisches Dipolmoment hat?

Es ist auch durch neuere Experimente bekannt , dass die elektrische Ladungsverteilung im Raum eines Elektrons mit großer Genauigkeit gemessen wurde, um perfekt homogen zu sein, also im Wesentlichen geometrisch eine Kugel , was bedeutet, dass innerhalb der Genauigkeitsgrenzen der Messung ein elektrisches Dipolmoment und ein Nullwert vorhanden sind daher ist die Elektronenladung innerhalb der Genauigkeitsgrenzen unserer Messungen ein perfekt isolierter Monopol.

Dennoch wird theoretisch über das Auflösungsvermögen der derzeitigen Messgeräte hinaus vorhergesagt, dass die Elektronenladung ein sehr kleines elektrisches Dipolmoment (EDM) hat. D e , also eine sehr kleine Ladungsinhomogenität:

U = D e ⋅ E

geschätzt in der Größenordnung von 10 − 38 e ⋅ C M . Es wird auch vorhergesagt, dass das elektrische Dipolmoment kollinear mit der Richtung des intrinsischen magnetischen Dipolmoments (Spin) des Elektrons ist.

Bis unsere Messmethoden und -geräte diesen Grad an Genauigkeitsauflösung einholen, der benötigt wird, gibt es derzeit keine Möglichkeit, diese theoretische Vorhersage zu verifizieren. Derzeit hat unsere beste Messung eine Auflösung von 1.1 × 10 − 29 e   C M was bedeutet, dass bei dieser oberen Genauigkeitsgrenze die Elektronenladungsverteilung eine perfekte Kugel ist.

Meine Frage ist , was wären die grundlegenden Auswirkungen auf das Standardmodell (SM) und die Physik im Allgemeinen, wenn wir endlich experimentell verifizieren würden, dass das Elektron ein elektrisches Dipolmoment ungleich Null hat?

Ich habe den entsprechenden WP-Artikelabschnitt über die Auswirkungen gelesen , aber nicht verstanden. Kannst du sie eindeutiger erklären? Inwiefern würde dies den aktuellen SM-Status verändern?

Topologisch? Ein Ei ist topologisch eine Kugel.
Dies wurde nun auf „geometrisch“ korrigiert.

Antworten (1)

Die Implikation wäre, dass es noch eine unbekannte (und im Standardmodell nicht berücksichtigte ) Quelle der gibt P Und C P -Verletzung wahrscheinlich verursacht durch neue Teilchen mit Massen in der Nähe ∼ 100 T e v .

P Verletzung bedeutet, dass sich die Naturgesetze unterscheiden, wenn Sie räumliche Koordinaten widerspiegeln. C Verletzung bedeutet, dass die Naturgesetze unter Austausch aller Teilchen gegen ihre entsprechenden Antiteilchen nicht symmetrisch sind. C P Verletzung bedeutet, wenn man die räumliche Spiegelung mit Austausch der Teilchen zu den Antiteilchen kombiniert, ist dies noch keine Symmetrie. Wegen dem C P T Satz, es ist gleichbedeutend damit, dass sich die Naturgesetze in Bezug auf die Zeitumkehr ändern.

Alle diese Symmetrien werden bereits im Standardmodell verletzt, aber nur durch einen wohlbekannten Mechanismus. Es gibt auch keine Möglichkeit, die zusätzlichen Quellen der hinzuzufügen C P Verletzung mit den im Standardmodell vorhandenen Partikeln. Die Entdeckung des viel größeren Elektronenerodierers würde also bedeuten, dass es eine neue Physik jenseits des Standardmodells gibt , die bereits in Reichweite der nächsten Generation von Teilchenbeschleunigern liegt.

Dies könnte teilweise erklären, warum es im Universum viel mehr Baryonen (Protonen und Neutronen) als Antibaryonen gibt. Zum Teil, weil ein unbekannter Phasenübergang im frühen Universum auch erforderlich wäre, um die Bedingungen für das Ungleichgewicht zwischen den Baryon-produzierenden und Baryon-zerstörenden Prozessen zu schaffen.

Während wir im Falle einer solchen Entdeckung wissen werden, dass es einige neue Physik jenseits des Standardmodells gibt, werden wir leider nicht wissen, was genau auf diesen Energieskalen passiert (vielleicht Supersymmetrie, vielleicht etwas anderes!). Dafür brauchen wir sehr viel neue Collider stärker als LHC. Nichtsdestotrotz wird dies eine sehr wertvolle Information sein und wahrscheinlich den Bau dieses neuen Colliers anregen.

PS Nehmen Sie all dieses populäre Gerede über die Form des Elektrons nicht zu ernst.

Vielen Dank für Ihre ausgezeichnete kanonische Antwort auf meine Frage. Über den letzten Satz in Ihrer Antwort: "Nehmen Sie all dieses populäre Gerede über die Form des Elektrons nicht zu ernst". Eine über sein E-Wechselwirkungsfeld gemessene Inhomogenität in der Ladungsverteilung des Elektrons im 3D-Raum lässt direkt darauf schließen, dass das angezogene Elektron einen spezifischen intrinsischen Ladungsflussverteiler hat, also eine andere Form als eine perfekte Kugel oder ein dimensionsloser Punkt. Fügen Sie dies auch in der Liste der verursachten Auswirkungen hinzu.
Was wären die Implikationen im Standardmodell, wenn wir experimentell verifizieren würden, dass die Elektronenladung ein intrinsisches elektrisches Dipolmoment hat?
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