Eine aktuelle Studie, die Auswirkungen auf die Lösung einer der wichtigsten offenen Fragen der Physik hat – den Unterschied zwischen Materie und Antimaterie im Universum – ist die „bisher präziseste Messung“ des permanenten elektrischen Dipolmoments des Elektrons. Dieses Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie lässt sich durch die Aufhebung der Ladungssymmetrie zwischen geraden und ungeraden Ladungen erklären.
Eine neue Studie liefert die bislang präziseste Messung des permanenten elektrischen Dipolmoments eines Elektrons und liefert damit eine wichtige Grundlage für das Verständnis des Ungleichgewichts zwischen Materie und Antimaterie im Universum. Diese Forschung nutzt Elektronen in Molekülionen, um die bisher besten Messergebnisse um etwa das 2,4-fache zu verbessern und so dazu beizutragen, das Standardmodell der Teilchenphysik zu verfeinern oder zu erweitern.
Das Standardmodell (SM) der Teilchenphysik sagt diesen leichten Symmetriebruch voraus, aber er reicht nicht aus, um das tatsächlich beobachtete Ungleichgewicht zu erklären. Um diese Diskrepanz zu beheben, wurden viele Erweiterungen des Standardmodells vorgeschlagen. Um diese Modellerweiterung zu testen, sind Tischexperimente zur Messung des elektrischen Dipolmoments des Elektrons (eEDM) – ein Maß für die Symmetriebrechung – sehr vielversprechend.
Um das Elektronendipolmoment mit extrem hoher Präzision zu messen, haben TanyaRoussy et al. nutzte eine leistungsstarke Methode: Elektronen in Molekülionen einzufangen und sie in ein riesiges intramolekulares elektrisches Feld zu bringen.
Fan Mingyu und Andrew Jajic schrieben in einem verwandten Perspective-Artikel: „Lu Xi und andere haben viel Energie darauf verwendet, ihre experimentellen Instrumente und Messtechniken sorgfältig zu studieren, um ein detailliertes Verständnis der Systemunsicherheiten zu ermöglichen und sicherzustellen, dass falsche Signale nicht fälschlicherweise eingeführt werden.“
Ihre Ergebnisse verbessern die bisherige optimale Obergrenze der eEDM-Größe um ungefähr 2,4-fach.