Electronul poate exista cel putin 66000 yottaani
Cea mai buna masuratoare de pana acum a duratei de viata pe care o are electronul sugereaza ca o particula prezenta astazi va mai exista in jur de 66.000 de yottaani (6,6 × 1028 ani), ceea ce reprezinta de aproximativ cinci quintilioane de ori varsta actuala a universului.
Aceasta este concluzia fizicienilor care lucreaza la experimentul Borexino din Italia, care au cautat dovezi ca electronul se descompune intr-un foton si un neutrin, un proces care ar incalca conservarea sarcinii electrice si ar indica o fizica nedescoperita, dincolo de Modelul Standard.
Electronul este cel mai mic purtator de sarcina electrica negativa cunoscut de fizicieni. Daca s-ar descompune, conform conservarii energiei, procesul ar implica producerea de particule de masa mai mica, cum ar fi neutrinii.
Dar toate particulele cu mase mai mici decat electronul nu au sarcina electrica si, prin urmare, sarcina electronului trebuie sa „dispara” in timpul oricarui proces ipotetic de dezintegrare.
Acest lucru incalca „conservarea sarcinii”, care este un principiu ce face parte din Modelul Standard al fizicii particulelor.
Ca si rezultat, electronul este considerat o particula fundamentala care nu se va descompune niciodata. Cu toate acestea, modelul standard nu explica in mod adecvat toate aspectele fizicii si, prin urmare, descoperirea dezintegrarii electronilor ar putea ajuta fizicienii sa dezvolte un model nou si imbunatatit al naturii.
Aceasta ultima cercetare a dezintegrarii electronilor a fost facuta folosind detectorul Borexino, care este conceput in primul rand pentru a studia neutrinii.
Este situat adanc sub un munte in Laboratorul National Gran Sasso, Italia, pentru a-l proteja de razele cosmice si contine 300 tone de lichid organic care este vizualizat de 2212 fotomultiplicatori.
Vanatoarea de fotoni cand electronul se descompune
Echipa Borexino s-a concentrat pe un proces de dezintegrare ipotetic specific in care un electron din lichidul organic se descompune intr-un neutrin electronic si un foton cu energie de 256 keV.
Acest foton continua apoi sa interactioneze cu electronii din lichid pentru a produce un fulger distinct de lumina care este detectat de fotomultiplicatori.
Fizicienii au cercetat toate semnalele fotomultiplicatoare inregistrate din ianuarie 2012 pana in mai 2013, cautand semnaturile unui foton de 256 keV.
Pentru a face acest lucru, ei au trebuit mai intai sa scada semnalele dintr-un numar de procese neinrudite care au loc in detector si produc cantitati similare de lumina.
Acestea includ dezintegrarea radioactiva a mai multor izotopi, precum si lumina de la ciocnirile cu neutrini pe care Borexino este proiectat sa le detecteze.
Dupa ce a luat in considerare aceste semnale de fundal, echipa a reusit sa spuna ca nu au fost observate dezintegrari de electroni pe parcursul celor 408 de zile.
Lichidul organic al lui Borexino contine un numar mare de electroni (aproximativ 1032), iar faptul ca nu au fost observate dezintegrari de electroni in timpul cautarii a permis echipei sa estimeze o valoare minima pentru durata medie de viata pe care electronul o poate avea.
Astfel, durata minima de viata estimata de cercetatori de 6,6 × 1028 ani este de peste 100 de ori mai mare decat limita inferioara anterioara de 4,6 × 1026 ani.
Acest lucru fusese masurat in anul 1998 de catre Borexino Counting Test Facility, care a fost un experiment precursor celui actual.
Canale invizibile
Gianpaolo Bellini, purtatorul de cuvant al Borexino, a declarat ca, daca detectorul ar putea fi purificat in continuare pentru a elimina practic toate radiatiile de fundal, valoarea minima a duratei de viata ar putea fi marita la mai mult de 1031 ani.
El subliniaza ca Borexino ar putea fi folosit si pentru a cauta dezintegrari in „canalul invizibil” prin care electronul este convertit in trei neutrini sau chiar ar putea cauta „disparitia” unui electron in alte dimensiuni.
Victor Flambaum de la Universitatea din New South Wales din Australia a declarat ca studiile referitoare la incalcarea simetriilor aparente sunt foarte importante, deoarece chiar si o mica deviere poate avea implicatii profunde asupra intelegerii universului.
De asemenea, Flambaum, care nu este membru al echipei Borexino, subliniaza faptul ca descoperirea experimentala care spune ca simetria sarcina-paritate (charge–parity, CP) este incalcata a fost facuta prin observarea dezintegrarii kaonilor.
Aceasta incalcare CP joaca un rol important in intelegerea actuala a motivului pentru care exista mult mai multa materie decat antimaterie in univers.
Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!
Sursa: physicsworld.com, futurism.com, researchgate.net.
Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.
Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.
Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.
Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.