Бутылочный метод позволил измерить время жизни нейтрона с рекордной точностью
Физики из коллаборации UCNτ представили результаты измерения времени жизни свободных ультрахолодных нейтронов бутылочным методом. С помощью усовершенствованной установки и слепого анализа они улучшили собственный результат, достигнув рекордной неопределенности, равной 0,34 секунды. Это позволить наложить дополнительные ограничения на теории за пределами Стандартной модели. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Распад свободного нейтрона на протон, электрон и нейтрино — это самый простой бета-распад из известных. Время жизни нейтрона играет важную роль в моделях, объясняющих, почему в ранней Вселенной было так много легких элементов.
Физики напрямую измеряют эту константу двумя разными типами экспериментов. В первом случае они измеряют число образовавшихся протонов в пучке холодных нейронов. Во втором случае они ограничивают холодные нейтроны потенциалом в форме бутылки и считают их количество по прошествии некоторого времени. С ростом точностей обоих типов экспериментов, однако, возникло расхождение в примерно восемь секунд при времени жизни свободного нейтрона, равном примерно 15 минутам. Это расхождение указывает либо на существование какой-то новой физики, приводящей к беспротонному распаду нейтронов, либо на наличие неправильно оцененных или даже неидентифицированных систематических эффектов в одном или обоих способах.