电子通常被认为是构成世界的原子最主要成分之

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电子通常被认为是构成世界的原子最主要成分之一，每个原子的核周围都有电子，然后决议化学反响怎么进行电子通常被认为是构成世界的原子最主要成分之一，每个原子的核周围都有电子，然后决议化学反响怎么进行

北京时间2月27日音讯，据国外媒体报道，电子的外形结构是怎样的？假如你回想一下高中讲义，答案好像很明晰：电子是一个带负电荷的小球，它比原子还小。可是这与现实相差甚远。

电子通常被认为是构成世界的原子最主要成分之一，每个原子的核周围都有电子，然后决议化学反响怎么进行。电子在工业范畴上的运用十分广泛：焊接，电子成像和先进粒子加速器。现在，高档冷分子电子电偶极矩（ACME）物理试验将电子放置在科学探究的中心舞台，ACME试验将企图揭晓一个看似简略的问题：电子的外形是什么？

传统外形和量子外形？

据物理学家现在所了解的，电子没有内部结构，因而电子在传统含义上没有外形结构。粒子物理现代言语研讨比原子核更小的物体行为，物质根本模块是叫做量子场的接连流体物质。知道这一点，假如咱们不能在显微镜或许其它光学设备上直接看到电子形状，那么评论它的外形还有什么含义呢？

为了回答这个问题，有必要调整咱们对形状结构的界说，这样就能够在十分小的间隔上运用，或许换句话讲，在量子物理范畴。咱们在微观世界中看到不同的形状，实践上意味着是用咱们的眼睛来检测光线反射到周围不同物体上的情况。

简略地讲，咱们经过调查物体被光线照耀时的反响来界说物体外形结构。尽管这或许是一种古怪的考虑外形结构的办法，但这在量子粒子的亚原子世界中是十分有用的。它给予咱们一种界说电子特点的办法，这样它们就能模仿咱们在传统世界中描绘物体外形结构的办法。

是什么替代了微观世界中形状的概念？光线只不过是振动的电场和磁场的组合，因而界说电子的量子性质是十分有用的，这种电子携带着有关它怎么对外加电场和磁场做出反响的信息。让我详细验证一下吧！

电场和磁场中的电子

电子最简略的特点是它的电荷，该特点描绘了这种外力，以及电子在外部电场中的加速度。一个带负电荷电球也会呈现相似的反响，在初中物理讲义中有将电子作为电球的比方描绘。电子带有电荷的特点在量子世界中依然存在。

同样地，电子的另一种存在特点叫做磁偶极矩，它揭晓了电子在磁场中的反响。在这一方面，电子行为就像一个细小的条形磁铁，企图使自己沿着磁场的方向运转。这将有助于咱们了解为什么物理学家对尽或许准确地丈量量子特性感兴趣。

描绘电子外形的量子特点是什么？最简略的特点，也是对物理学家最有用的就是电偶极矩（EDM）。

在传统物理学中，电偶极矩是电荷空间别离情况下发作的。带电球体不存在电荷别离，电偶极矩为零。你能够将电偶极矩想像成为一个哑铃，它的分量是相反电荷，一侧是负电荷，一侧是正电荷。在微观世界中，这个哑铃会有一个非零电偶极矩，假如一个物体的形状反映了它的电荷分布，这将意味着这个物体的形状有必要与球体形状不同。因而，电偶极矩在微观视点可视为哑铃化。

量子世界中的电偶极矩

可是电偶极矩的解说在量子世界中却彻底不同，并非传统物理学中的哑铃。量子世界中，电子周围的真空并非是空的和停止的，相反，它是由各式各样的亚原子粒子构成，这些粒子在短时间内敏捷进入虚拟世界。

这些虚拟粒子在电子周围构成云，假如咱们将光线照耀在电子上，一些光线会在云中的虚拟粒子上发作反射，而不是电子自身。

这将改动电荷和磁场、电场电偶极矩的数值，对这些量子特性进行十分准确的丈量能够提醒难以捉摸的虚拟粒子在电子相互作用时的行为，以及它们是否改动了电子的电偶极矩。

最风趣的是，在这些虚拟粒子中有或许存在咱们还未发现的不知道新粒子。为了调查它们对电子电偶极矩的影响，咱们需求将丈量成果与现在公认的世界理论（规范模型）中的理论猜测电偶极矩巨细进行比照剖析。

迄今为止，规范模型准确地描绘了一切试验室的丈量数值。可是，它却无法处理许多最根本的问题，例如：为什么物质在整个世界中占主导地位。规范模型也对电子的电偶极矩进行了猜测：电子要求电偶极矩十分小，可是假如ACME试验实践检测到电子的电偶极矩的非零值，会发作什么情况呢？

修补规范模型中的缝隙

理论模型的提出弥补了规范模型的缺乏，猜测了新的重粒子的存在。这些模型或许会添补咱们对世界了解的空白。为了验证这些模型，咱们需求证明这些新的重粒子的存在。这能够经过大型试验来完成，例如：在世界大型强子对撞机（LHC）上经过直接高能量磕碰构成新粒子而完成。

或许，咱们能够看到这些新粒子怎么改动云中电荷分布以及电子电偶极矩效应。因而，在ACME试验中对电偶极矩的明晰调查将证明实践存在的新粒子，这就是该项试验的方针。

这就是为什么近期《天然》杂志上一篇关于电子的文章引起了科学家的重视，科学家运用电子电偶极矩的丈量成果以及其它根本粒子性质的丈量成果，来协助辨认新粒子，并猜测怎么更好地研讨它们。这样做是为了说明这些粒子在咱们当时对世界的了解知道中所充任的人物。

怎么丈量电偶极矩呢？咱们需求找到一个强电场的来历测验一个电子的反响。这种强电场的一个或许来历能够在一氧化钍这样的分子中找到。这是ACME试验中运用的分子，对这些分子发射调谐激光，能够获得电子的电偶极矩读数，可是条件是电偶极矩数值不是太

可是，现实证明的确如此，参加ACME试验的物理学家并未调查到电子的电偶极矩标明电偶极矩数值太小，他们的试验设备也无法检测到。这一现实关于咱们了解未来大型强子对撞机试验的成果具有重要含义。

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