咱们的宇宙蕴藏着繁多尚未破解的困难，而宇宙的存正在自身，就足够令人模糊。宇宙大爆炸创建了等量的物质与反物质，它们之间的碰撞理应让宇宙没落，而禁止这一过程的，只不过某种不为人知的错误称性。为了寻找物质与反物质之间的错误称性，物理学家一经做了良多考试。而现正在，他们正将寻找对象瞄准了电子——假使电子不敷圆，那么宇宙存正在的悖论恐怕就将破解。

　　正在138亿年前的那场大爆炸之后，物质组成了宇宙中的每一个星系、每一颗行星，以及每一个别命。但正在宇宙根源的背后，是一个至今未能破解的困难：服从目前的表面，大爆炸流程创建出等量的物质与反物质。当物质和与之对应的反物质相遇，比如电子与正电子碰撞，将产生湮灭——物质没落而只剩下能量。

　　1967年，当安德烈·萨哈罗夫探讨物质-反物质错误称时，展现一个看上去毫无相合的对称性——工夫反演对称。当其被粉碎时，才华确保宇宙随地物质都比反物质多。而粉碎这一对称性的，能够是一个意思不到的谜底：电子的样式。

　　正在良多人眼里，电子只是一个带负电荷的几何点；不过关于少许物理学家来说，它是一团有巨细、有样式的云——不是原子界限的电子云，而是电子自身电子。这团云由电子中央界限不时呈现没落的正反粒子对构成，从而给与了电子的样式。

　　良多物理学家狐疑，电子并非圆满的球形，而是由于电荷散布的不服均而呈蛋形。而一朝电子的电荷散布不服均，也便是存正在电偶极距（electric dipole moment，EDM），就能够对宇宙的根源题目发生极其深远的影响。服从尺度模子表面，无论工夫向前照样向后，物理流程都不会产生蜕化。而电子EDM的存正在，则将违背工夫反演对称。

　　到目前为止，没有一个测验能阐发EDM有非零值，这些组都生机粉碎这个记实。可能预料的是，正在从此数年间，或是EDM呈现的音信引爆通盘物理学界，物理学将翻开新的篇章；或是跟着乖巧度的不时提拔，EDM永远未能呈现，直至通盘假说的坍塌。但无论若何，关于“宇宙为什么会存正在”这个题目，咱们的思量与寻找将不绝陆续下去。

　　电子是什么样式的？假使你回想起高中教科书中的图片，谜底仿佛很领略：电子是一个比原子幼的带负电荷的幼球。然而，这与结果相差甚远。

　　基础粒子，没有任何内部组织的，是以“样式”这个词语关于电子来说没居心义。要思让“样式”对电子来说居心义，咱们必需调剂对“样式”的界说，以便它可能正在量子宇宙里应用。

　　正在咱们的宏观宇宙中，看到各样各样的样式，实质上意味着咱们用眼睛探测到了来自界限物体反射回来的光彩，而光彩只然而是一种电磁波，换句话说，样式原本是物体正在电磁场的功用下的一种反映。咱们可能把“样式”这个观念扩张化，把能刻画正在职何电磁场下反映的属性，都作为“样式”。

　　虽然这能够是一种很奇妙的刻画“样式”的形式，但由于合于电子的很多属性，包含电荷、自旋等，都能刻画它正在电磁场的功用下会产生何种反映。也许，咱们可能把个中的某个属性算作电子的“样式”电子。那么，哪种属性最适合算作电子的“样式”呢？物理学家选拔的属性是电偶极矩。

　　正在经典物理学中，电偶极矩是一种量度一个别例中正电荷与负电荷散布状况的物理量。假使正电荷散布与负电荷散布呈现离别，那么电偶极矩就不再为零。比如，一个平均带电的球体没有正负电荷离别，其电偶极矩为零。不过联思一个哑铃，它的一边带正电，另一边带负电，那么这个哑铃有一个非零的电偶极矩。除了电荷以表，电偶极矩的多少也肯定了这个别例若何相应表加电场。

　　关于宏观物体来说，正负电荷的散布往往与物体的样式存正在必定的合系。关于电子来说，它没有真正意思上的样式，但为了分解它的电偶极矩，物理学家往往设思它有某种样式。譬喻，假使电子的电偶极矩为零，咱们就把它看作平均带电的球体；假使电偶极矩有必定的值，那么电子就如统一个哑铃，数值越大，“哑铃”的柄越长。以是，物理学家就拖拉把电偶极矩算作量度电子“样式”的物理量。

　　思要检测电子的电偶极矩也很轻易，只需检测电子正在表加电场的行径即可。然而，检测微观粒子的电偶极矩并不是那么轻易的事宜。由于正在量子宇宙中，真空不是真正的空无一物。相反，它内中含有多数个少间即逝的虚粒子。

　　这些虚粒子，少许能够会领导电荷，也有着我方的电偶极矩。如许，正在电子界限必定界限内的虚粒子就像一团“云”相似，会影响到电子电偶极矩的检测数值。

　　暂时刻画微观粒子最好的物理表面，即尺度模子，探讨了一齐能够呈现正在真空的虚粒子，对咱们电子的电偶极矩做出了预测：电子的电偶极矩万分幼，以致于暂时的测验举措没有机缘丈量到它。不过，假使ACME（Advanced Cold Molecule Electric Dipole Moment Search）真的检测到电子的电偶极矩，这意味着什么呢？

　　这意味着电子电偶极矩的检测值被放大了。那么是什么成分把电子电偶极矩的检测值放大了呢？科学家猜思，能够是电子界限的“云”中，有着某些尺度模子没有预言出的未知粒子，恰是这些未知粒子升高了电子电偶极矩的检测值。而通过检测电子的电偶极矩来寻找未知粒子，便是ACME测验的真正方针。

　　正在粒子物理学中，还存正在很多待处分的题目，譬喻暗物质是由什么粒子组成的，通盘宇宙为什么是粒子而不是反粒子占主导位置，等等。这些题目，尺度模子都无法解答。对此，物理学家提出了良多个新的表面，这些新的表面还预言了很多新的粒子。为了验证这些新表面，咱们需求检修这些新预言的粒子是否真的存正在。这可能通过大型测验筑立来杀青，比如可能考试应用大型强子对撞机让质子以极高的速率产生碰撞，来发生这些新的粒子。

　　现正在咱们又多了一种门径：即咱们可能去检测电子界限的“云”以及它们对电子电偶极矩的影响来找到新粒子。正在ACME测验中，对电子的电偶极矩举行无误的丈量，假使检测到电偶极矩，那么这将证实有新的未知粒子的存正在，物理学家还可能推出这种未知粒子的少许属性。

　　若何丈量电子的电偶极矩？咱们需求找到一个万分强的电场来测试一个电子的反映。这种电场可能正在诸如一氧化钍的分子内找到。一氧化钍分子中两个原子之间造成的共价键很强，发生的电场是已知的最强分子内的电场。一氧化钍便是ACME正在测验中应用的分子，物理学家只需通过检测处于一氧化钍分子内的电子的反映，来计算电子的电偶极矩。

　　然而，测验结果却是，ACME的物理学家没有检测到电子的电偶极矩，这注明它的值太幼，目前的测验仪器无法检测到。虽然如斯，测验结果仍拥有苛重的意思。没有检测到电子的电偶极矩，这直接摈斥了很多表面中预言的粒子，物理学家可能依照这个完备暂时的表面或提出新的表面。另表，这个结果还能领导咱们若何运用大型强子对撞机搜索新的粒子。

　　合于电子的半径，高能测验物理学家丁肇中正在访说中有如许一段刻画（节选自彭湃音信）

　　彭湃音信：能告诉我您对理查德费曼（Richard Feinman，1918-1988年，美国表面物理学家）的表面的分解和若何证实他的表面吗？

　　丁肇中：我第一个苛重的测验，便是丈量电子的半径。1960年代初期，哈佛大学有一个组，这个组的主理人叫Frank Pipkin，是很知名的科学家。他做了一个测验，丈量电子半径，展现电子是有半径的，是10-13厘米到10-14厘米。没多久，康奈尔大学有一个很知名的军队也展现同样的结果。两个分歧的测验获得同样的结果。

　　不过，依照费曼、施温格（Julian Schwinger，1918 –1994年，美国表面物理学家）尚有一位日本物理学家叫朝永振一郎（1906－1979年）三人所开创的量子电动力学的苛重假设，电子是没有半径的，半径是丈量不到的。结果他丈量出这个，就显露那些物理学家是舛错的，1960年代初期的时间，这是一个万分苛重的问题。

　　那时间我刚拿了博士学位（1962年——编注），平昔没有做过这种测验。那两组花了良多年做这个测验，我就一个别，肯定到美国问他们（当时丁肇中供职于瑞士日内瓦欧洲核子探讨中央——编注）。他们说你可能投入咱们的组，然而咱们没有缘故赞成你，由于你平昔没有做过测验，别人也不明白你。厥后，我到德国汉堡的德国电子同步加快器测验室（DESY），我就跟他们提出这个，那时间机合这个测验的人说迎接你来，用度咱们出，我就去了。

　　去了从此，过了八个月，我落成了一个测验，证实结果找不到电子的半径，那时间丈量电子半径幼于10-14厘米。幼于不是等于，便是电子是丈量不了半径的。

　　从那时首先，我记得或者是1966年、1967年的时间，有一个大型的国际高能物理集会，那两位做了讲述，我做了第三个讲述，由于那时间没有人晓得我是谁电子，以是那两个别做了很长工夫的讲述，我的讲述惟有相当钟，就讲我的结果跟他们两个不相似，我的结果是电子是丈量不了半径的。那时间，理查德费曼坐正在内中，听了从此来找我了，从此从此咱们往往有来往。

　　丁肇中：过去四十多年，我不绝正在找电子的半径，最初是10-14厘米，现正在证实是幼于10-17厘米，便是幼了三个数目级。花了四十年，幼了三个数目级，不过照样没有找到电子的半径。为什么别人置信我的测验？我做完从此，其他的人也证实我的测验是对的。以是证实一个测验是对的，和表面是没相干系的。正在分歧的工夫、分歧位置、分歧门径下，别人能做出来跟你有同样结果的测验，那就证实你是对的。转载]电子是什么形态的？