Grundlagen der Physik vermuten, dass die Elektronen praktisch unsterblich. Aber vor kurzem wurde ein wunderbares Experiment, dem es gelang, Sie zu widerlegen, die grundlegende Annahme. Wahr, wenn die Ergebnisse, die Sie sicherlich обхохочетесь: überarbeitete minimal «Haltbarkeit» der Elektronen Betrug 60 000 йотталет (!) — es ist in fünf Trillion mal mehr das Alter unseres Universums.
Йоттагоды
Elektron — die einfache субатомная Teilchen, die negative elektrische Ladung. Er hat keine bekannten Wissenschaft Komponenten, so gilt als grundlegenden Baustein des Universums, der elementaren Teilchen.
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern, die an dem Experiment Borexino in Italien, suchte nach Anzeichen für den Zerfall der Elektronen auf leichtere Teilchen, aber, wie erwartet, nichts gefunden. Eigentlich ist es nicht schlecht, weil Sie bestätigt, dass die Physik schon lange vermutet. Wenn Sie feststellen, dass die Elektronen verteilen sich auf die Photonen und Neutrinos — Teilchen mit noch geringerem Masse — es würde verletzt das Gesetz von der Erhaltung der elektrischen Ladung. Diese Entdeckung zeigte, würde in der Richtung auf eine völlig neue Physik jenseits des Standard-Modells.
Doch dieser Mannschaft Wissenschaftlern gelungen, die genaue Messung der «Lebensdauer» der Elektronen. Ihre Berechnungen haben gezeigt, dass die Partikel, die bestehende heute, wird es noch 66 000 йотталет (6,6 x 10^28 Jahre), und es ist etwa fünf Trillion mal höher als das Alter des Universums. Details dieser Arbeit erschien in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.
So erklärt sich diese Extreme Pirouette:
«Borexino besteht aus der Schale auf der Basis von öl-Flüssigkeit, die leuchtet, wenn der Neutrino — fast безмассовая Neutrale Teilchen — prägen das Elektron aus einer der Atome in der Flüssigkeit. 2000 фотоумножителей Detektor verstärken das ausgesandte Licht. Wissenschaftler haben festgestellt Empfindlichkeit des Detektors auf die Photonen, die durch hypothetische dem Zusammenbruch des Elektrons auf der Photonen und Neutrinos. Dann suchten Sie Photon «Veranstaltungen» unter diesem hintergrund mit einer Energie von 256 Kev, der entsprechenden Hälfte des Ruhemasse des Elektrons».
Nach 408 Tage kämmen Daten, die Sie nichts gefunden. Aber dennoch geschafft, ermitteln Sie die Durchschnittliche Leben eines Elektrons.
Die neue untere Schwelle
Natürlich, all dies bedeutet nicht, dass die Elektronen überleben so lange. Erstens, das Universum in dieser Zeit nicht mehr wahrscheinlich. Und selbst wenn es — sagen wir, nach dem Szenario der Großen Kluft — die grundlegenden Eigenschaften der Teilchen wie Elektronen, wahrscheinlich ganz anders.
Zweitens, und wichtiger ist, dass neue Dimensionen bewegt frühere Einschätzung der unteren Grenze «Dauer» des Elektrons. Der neue Wert in 100-mal größer ist als der Vorherige untere Schwelle, die definiert wurde im Rahmen eines ähnlichen Experiment im Jahr 1998. Nun ist bekannt, dass, wenn eine solche Reaktion auftreten muss, etwas weniger als ein mal alle 6,6 x 10^28 Jahre alt.
Keine Anzeichen von Zerfall
Der Grund schrecklich langen Dauer muss irgendwie соотнестись mit der Tatsache, dass die Wissenschaftler nicht sicher sind, ganz in der Tatsache, dass die Elektronen haben eine Immunität zu zerfallen. Beobachtungen von Wissenschaftlern Borexino (oder deren fehlen), deuten darauf hin, dass, da wir nicht gesehen haben Zerfall der Elektronen, deren Lebensdauer sollte nicht weniger als das, was vermuten die neue Berechnungen.
Sean Carroll, Professor für Physik am California Institute of Technology, so erklärte dies in einem Brief Gizmodo:
«Der Zerfall ist ein natürlicher Prozess in der Physik der Teilchen; schwere Partikel, die in der Regel brechen leichter. Neutron von sich selbst, zum Beispiel, zerfallen in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino innerhalb von ein paar Minuten. Ist diese Version der Zerfall radioaktiver Kerne wie Uran in der Ausführung der Elementarteilchen.
Aber es gibt Dinge, die scheinen nie geschehen, die wir beschreiben die Gesetze der Erhaltung. Zum Beispiel, die gesamte elektrische Ladung ändert sich nicht. Außerdem, «барионное Zahl» (Anzahl der Protonen Plus minus der Anzahl der Neutronen Antiprotonen Plus антинейтроны) und «лептонное Zahl» (Elektronen Plus Neutrino minus deren Antiteilchen). Vor dem Zerfall wir haben ein Neutron, dessen Ladung = 0, барионное Anzahl = 1, und лептонное Anzahl = 0. Nach dem Zusammenbruch der Ladung auch = 0 (Proton = +1, Elektron = -1, ein Antineutrino = 0), барионное Anzahl = 1 (Proton = 1, Elektron und ein Antineutrino = 0) und лептонное Anzahl = 0 (Proton = 0, Elektron = 1, ein Antineutrino = -1).
Барионное und лептонное die Anzahl der noch nie änderten sich in keinem der Experimente — ein solches Ereignis würde sich lohnen, Nobelpreis — aber in der Theorie wir glauben, dass Veränderung möglich ist, und, vielleicht, gab es im frühen Universum. (Es könnte helfen, uns zu erklären, warum in der heutigen Universum mehr Materie als Antimaterie)».
Aber niemand erwartet, dass ändert sich die Ladung. Dieser Wert stark bleibt.
Wenn die elektrische Ladung nicht erhalten, es wäre sehr, sehr erstaunliche Ereignis. Deshalb denken alle, dass die Elektronen nicht zerfallen».
Carroll sagt, dass die Partikel, die leichter Elektronen sind elektrisch neutral: Neutrinos, Photonen, глюоны, Gravitonen. Wenn Sie da wären andere leichte geladene Teilchen, würden wir Sie fanden zu dieser Zeit. Alles deutet darauf hin, dass das Elektron nicht zerfallen.
«Aber die Suche lohnt sich! Es ist ein Lotterielos — es ist unwahrscheinlich, dass Sie etwas finden, aber wenn Sie finden, das Reich zu werden, sagt Carroll. — Leider nichts gefunden, aber null-Ergebnisse sind ein wichtiger Teil der guten Wissenschaft».