Physiker der Universitäten Northwestern, Harvard und Yale (USA) führten das ACME II-Experiment durch und maßen mit Rekordgenauigkeit den Wert des elektrischen Dipolmoments (EDM) eines Elektrons - die Differenz zwischen dem Materialzentrum eines Teilchens und dem Ladungszentrum. Es stellte sich heraus, dass es gleich Null war, was es ermöglichte, die Existenz einiger hypothetischer Teilchen, die im Rahmen der Neuen Physik vorgeschlagen wurden, abzulehnen. Die Entdeckung dieser Teilchen würde helfen, eine Reihe von Paradoxien bezüglich der Existenz des Universums zu lösen. Der Artikel von Wissenschaftlern wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Die Eigenschaften bekannter Elementarteilchen werden durch das Standardmodell beschrieben, das eine Reihe physikalischer Phänomene nicht erklären kann (z. B. den Ursprung der Masse, Neutrinoschwingungen und den Ursprung der dunklen Masse). Um dieses Problem zu lösen, haben Wissenschaftler eine Reihe hypothetischer Prinzipien in Bezug auf die Neue Physik aufgestellt. Nach einem von ihnen - Supersymmetrie - entspricht jedes bekannte Elementarteilchen einem Superpartner mit einer schwereren Masse. Zum Beispiel ist der Partner des Elektrons, der das Fermion ist, das Selectron-Boson, und der Partner des Gluons (das das Boson ist) ist das Gluino-Fermion. Bisher wurden diese Hypothesen jedoch nicht experimentell bestätigt.
Nach der Theorie führt das Vorhandensein hypothetischer Teilchen zum Auftreten eines EDM ungleich Null für das Elektron. Die Ergebnisse früherer Experimente haben jedoch gezeigt, dass, wenn ein Elektron ein EDM hat, Geräte mit ultrahoher Empfindlichkeit erforderlich sind, um es zu erfassen. Das Standardmodell sagt voraus, dass das Elektron aufgrund einer Verletzung der CP-Invarianz immer noch EDM hat, aber es ist zu klein, um unterscheidbar zu sein. Das elektrische Dipolmoment, das in den Theorien der Neuen Physik auftritt, sollte viel größer sein, und je größer die Teilchenmasse ist, desto weniger sollte es auf das EDM wirken.
Es wird gezeigt, dass ein Teilchen, dessen Masse einer Energie von 1-100 Teraelektronvolt (TeV) entspricht, ein elektrisches Dipolmoment im Bereich von 10 bis zur minus 27. Potenz bis 10 bis zur minus 30. Potenz der Elementarladungen pro Zentimeter (e * cm) induzieren sollte. … Dies ist eine Größenordnung weniger als der Wert, der den Experimentatoren zuvor zur Verfügung stand.
In dem ACME II-Experiment, das zehnmal empfindlicher als ACME I war, fanden die Physiker keine Hinweise auf ein EDM ungleich Null. Dies weist darauf hin, dass hypothetische CP-verletzende Partikel, falls vorhanden, so große Massen (über 30 TeV) aufweisen, dass sie am Large Hadron Collider bei aktuellen Kollisionsenergien nicht nachgewiesen werden können.
