Des mesures les plus précises d'un électron ont été prises par une équipe de chercheurs européens, et les résultats indiquent que sa forme est sphérique. Publiés dans la revue Nature, les résultats présentés par les chercheurs de l'Imperial College London de Londres au Royaume-Uni découlent d'une expérience qui a duré un peu plus d'une dizaine d'années.
Les résultats ont démontré comment l'électron vient de manquer d'être catégorisé comme étant parfaitement sphérique de moins de 0,000000000000000000000000001 cm. L'équipe commente que si l'on devait agrandir un électron à la taille du système solaire, il serait parfaitement en forme de sphère à l'oeil humain avec la largeur d'un cheveu. L'équipe de physiciens a mené l'étude en examinant des électrons dans des molécules appelées fluorides d'ytterbium. Ils ont utilisé un laser extrêmement précis pour mesurer le mouvement de ces électrons.
Les scientifiques ont pu déterminer que les électrons avaient une forme ronde, car si ce n'est pas le cas, lorsque l'électron est en mouvement, il présenterait une oscillation qui déforme le reste de la molécule, comme une toupie déséquilibrée. L'équipe n'ayant observé aucune oscillation, elle en a conclu que les électrons avaient bien une forme sphérique.
Le Dr Jony Hudson, l'un des auteurs de l'étude, du département de physique de l'Imperial College London, commente : «Nous sommes vraiment heureux d'avoir pu élargir nos connaissances sur l'un des fondements de la matière. Il s'agit de mesures complexes, mais ces connaissances nous permettront d'améliorer nos théories de physique fondamentale. Le public est souvent surpris de découvrir que nos théories sont 'inachevées', mais en réalité, elles sont simplement mieux définies et améliorées en prenant des mesures plus précises comme celle-ci.»
L'étude a fait progresser l'un des plus grands mystères en physique : comprendre les raisons et les modalités à l'origine de la prédominance de la matière sur l'antimatière. L'école de pensée actuellement admise parmi les physiciens est qu'au cours du Big Bang, l'antimatière a été créée comme de la matière ordinaire. Mais depuis que l'existence de l'antimatière, une substance insaisissable qui se comporte tout comme la matière à l'exception d'avoir la charge électrique contraire, a été décrite pour la première fois par Paul Dirac, en 1928, on ne l'a retrouvée que dans de petites sources telles que les rayons cosmiques et quelques substances radioactives.
Comprendre l'emplacement et éventuellement la possibilité de l'existence de l'antimatière est toujours demeuré un mystère jusqu'à l'apparition de ce nouveau domaine de recherche. Les scientifiques essaient d'expliquer ce manque d'antimatière en recherchant les différences entre le comportement de la matière et de l'antimatière que personne n'a encore observé.
Étant donné que la version de l'antimatière de l'électron négatif est l'anti-électron positif, que l'on appelle également positron, en comprenant mieux la forme de l'électron, les scientifiques de l'Imperial College London espèrent que ces connaissances les conduiront à mieux comprendre comment les positrons se comportent et quelles sont les différences entre la matière et l'antimatière, le centre d'intérêt de la prochaine étape de recherches.
Le professeur Edward Hinds, co-auteur de l'étude et responsable du centre de matière froide à l'institution britannique, commente les implications de leurs travaux: «Le monde entier est composé de matière normale avec seulement quelques traces d'antimatière. Les astronomes ont examiné jusque dans les extrémités de l'univers visible et n'y ont trouvé que de la matière, et de l'antimatière en très petites quantités. Les physiciens ne comprennent pas où se trouve toute l'antimatière, mais cette étude permet de confirmer ou d'infirmer certaines explications possibles.»
L'équipe développe actuellement de nouvelles méthodes pour refroidir les molécules à des températures basses pour améliorer les relevés de mesures de la forme de l'électron ainsi que pour mieux contrôler le mouvement exact des molécules. Ainsi, les chercheurs pourront étudier le comportement des électrons embarqués avec une précision sans précédent. S'ils n'avaient pas découvert que les électrons avaient une forme sphérique, ils auraient eu la preuve que le comportement de l'antimatière et de la matière diffère davantage par rapport aux hypothèses des physiciens.
