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同时,我们还可以了解到“云”中的电荷分布和对电子EDM影响是如何被

简介: 同时,我们还可以了解到“云”中的电荷分布和对电子EDM影响是如何被这些新粒子改变的。

如果还记得书籍中的电子形状和对应的解释,那么对这句话应该会很熟悉:电子是比原子更小的负电荷小球。

然而,随着我们年龄的增长、科学的进步和知识的积累,逐渐了解到这些与事实中的电子特性相去甚远。

正是围绕每个原子核的电子,决定了相关化学反应是怎么进行的。

关于这些知识,在现代工业中的应用相当丰富,比如:从电子和焊接,到成像和先进的粒子加速器。

如果在物理实验中,将电子置于科学探究的中心位置,那么电子的形状会是什么样子?

在量子物理领域调整形状的定义根据目前物理学家们所知道的内容来看,电子并不具备内部结构,所以电子这个词最典型的含义就是没有形状。

在现代语言中,小于原子核的物体行为可以由粒子物理学解答:“量子汤”是连续不断的“流状物质”,也是物质的基本块,它可以充分渗透到我们周围的整个空间里。

在这种特定的语言中,电子被看作“电子场”的粒子、又或是量子。

如果可以理解上面这一点,当我们不能通过显微镜、或者任何其他光学设备,直接看到电子的形状,它是否还有意义?

在宏观世界中,我们看到了不同的形状,这便意味着我们的眼睛也具有探测能力,可以观测我们周围不同物体的反射光线。

这是一种看似奇怪的思考方式,定义它们的形状,是通过观察到的物体在光线照射到它们时的反应。

但这样的方式,却是量子粒子的亚原子世界中非常有用的形式,它在为我们定义电子特性方法的一种的同时,还模仿了我们在古典世界中描述形状的方式。

因为光只是震荡磁场和电场的组合,所以我们这样定义电子的量子特性是非常有用的。

所施加的磁场和电场,目标电子将会携带关于它如何响应的信息。

如果放置在一些特定的外部电场中,它不仅描述了力,最终更是电子将经历的加速度。

通过一个简单的示例可以更形象的来说明:在基础物理学的书籍中,电子的“带电球”类比,一个带有负电的大理石同样也可以发生类似的反应。

这四个字告诉了我们电子如何对磁场做出自己的反应:电子的行为和一个微小的条形磁铁很像,一直试图沿着磁场的方向定向。

但是,它们的存在,也的确帮助我们了解了一些关键点,比如:为什么物理学家要尽可能精确的测量这些量子特性。

经典物理学中的EDM是在电荷空间分离时才会出现,如果是没有电荷分离的带电球体,那么它的EDM值应该是零。

如果物体的形状可以决定电荷的分布,这便意味着物体的形状必须和球形有所不同,这就是为什么EDM将量化宏观物体“哑铃”的原因之所在。

电子电荷和磁偶极矩的数值被改变但是,在量子的世界中,EDM的故事则完全不同。

在这个世界里,电子周围的真空并不符合它的名字,即:这个真空并不是空的。

在电子的周围,这些虚拟的粒子形成了“云”。

此时,只需要将光线照射在这些电子上,那么其中的一些光便可以从云中的虚拟粒子反弹,而不是从该电子本身。

通过量子特性的精确测量,我们可以捕捉到电子和虚拟粒子的相互作用表现,以及电子的EDM是否也会被改变。

通过将目前公认的宇宙理论(标准模型)中计算的EDM尺寸理论和测量到的结果进行比较,然后观察得出它们对电子偶极矩所带来的影响。

通过这些模型,我们可以填补目前宇宙理解的空白部分。

同时,我们还可以了解到“云”中的电荷分布和对电子EDM影响是如何被这些新粒子改变的。

所以,通过ACME实验中电子偶极矩的观察,便可以证明事实上的确存在新的粒子,这也是该实验的终极目标。

有一个有趣的结果,那就是ACME并没有观察到:EDM在实际上排除了在LHC上最容易监测到的“重质新粒子”的存在。

这对我们在巨型强子对撞机上直接搜索新粒子的计划产生了影响,甚至包括我们的理论应该如何构建描述自然。

通过研究电子如此小的东西,居然可以告诉我们很多关于宇宙的事实,这的确是一件神奇的事。


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