Математические теории и уравнения, объясняющие нашу Вселенную, требуют симметрии. Для того чтобы включить в них наблюдаемую асимметрию частиц, физикам-теоретикам приходится модифицировать эти теории, но без доказательств эти построения остаются всего лишь математикой. Команда экспериментаторов из Университета штата Колорадо в Боулдере взялась тщательно изучить эти фундаментальные частицы на предмет наличия асимметрии.

Ученые провели измерения формы — или, точнее, электрического дипольного момента — электрона, причем побили предыдущий рекорд точности в два раза, сообщает Science. Новые измерения настолько точны, что если электрон был бы размером с Землю, ученые заметили бы асимметрию ее формы, если бы она была хотя бы крупнее атома.

Электроны состоят из отрицательного электрического заряда, и электрический дипольный момент указывает на то, насколько равномерно этот заряд распределяется между полюсами частицы. Если он хотя бы слегка вытянут, то электрическое поле оказывало бы на него примерно такое же воздействие, как сила тяжести на стоящее на остром конце яйцо. Чтобы увидеть этот крутящий момент, ученые смотрят на изменения в уровнях энергии заряженных молекул фторида гафния.

Любой крутящий момент стал бы свидетельством асимметрии, однако исследователи не смогли обнаружить никакой разницы в уровнях энергии внутри молекул, что подтверждает идеальную округлость электрона.

На самом базовом уровне электроны не имеют размера и формы, но в квантовой теории поля они окружены «виртуальными» частицами, которые то появляются, то пропадают, создавая вокруг него сферическое гало электрического заряда. Если бы это гало оказалось хотя бы чуточку яйцевидным, это объяснило бы, каким образом во Вселенной так много вещества и так мало антивещества. Ведь Большой взрыв должен был создать их в равном количестве. По некоторым гипотезам, определенные субатомные частицы могут нарушать искомый баланс. Если они существуют, то должны появляться и исчезать вокруг электрона, делая его слегка вытянутым.

Однако пока никаких следов скрытых частиц ученые не обнаружили. Загадка антиматерии Вселенной остается нераскрытой.

Самые большие загадки космологии связаны с антиматерией, которую, к тому же, трудно изучать — вещество это редкое и трудное для получения в лабораторных условиях. Команда физиков разработала пару лет назад относительно простой способ производства антиматерии при помощи двух лазеров, направленных друг на друга. Столкновение двух лучей воспроизводит условия, близкие к тому, что происходит в нейтронной звезде, когда свет преобразуется в вещество и антивещество.