Время жизни нейтрона с орбиты Луны совпало с результатами экспериментов на Земле

N+1Наука

Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны

Андрей Фельдман

Аппарат NASA Lunar Prospector. Фото: Wikimedia Commons

Физики измерили время жизни свободного нейтрона, проанализировав данные, собранные аппаратом NASA Lunar Prospector, который изучал поверхность луны с ее орбиты в 1998–1999 годах. Эти измерения существенно уточнили результат аналогичного эксперимента, в котором космический аппарат MESSENGER того же космического агентства регистрировал нейтроны, выбитые космическими лучами с поверхностей Меркурия и Венеры. Время жизни нейтрона, полученное в результате анализа данных Lunar Prospector, в рамках экспериментальной погрешности совпало с его величиной, найденной с помощью бутылочного метода и метода анализа продуктов бета распада в пучке холодных нейтронов. Работа опубликована в Physical Review C.

Время жизни свободного (то есть не находящегося в атомном ядре) нейтрона важно сразу для нескольких областей физики. Например, от него зависит количество гелия, образующегося на ранних этапах эволюции Вселенной, а также его знание важно для проверки унитарности матрицы Кабиббо — Кобаяши — Маскавы, входящей в лагранжиан Стандартной модели. В рамках этой теории основной процесс, дающий вклад в полную амплитуду распада нейтрона, это его β-распад на протон, электрон и электронное антинейтрино. С вероятностью примерно в тысячу раз меньшей в конечном состоянии может быть еще и фотон, а в четырех случаях распада из миллиона электрон объединяется с протоном в атом водорода.

Диаграмма Фейнмана, описывающая β-распад нейтрона на протон, электрон и электронное антинейтрино. Фото: Wikimedia Commons

Существует два основных экспериментальных метода измерения времени жизни нейтрона: бутылочный и пучковый. Бутылочный метод заключается в запирании холодных нейтронов в некотором объеме с помощью потенциала в форме бутылки. Через некоторое время экспериментаторы считают количество оставшихся нейтронов, и из разницы между начальным и конечным числом нейтронов при учете времени проведения эксперимента находят время жизни нейтрона. При поведении пучкового эксперимента физики измеряют скорость рождения продуктов β-распада в пучке холодных нейтронов, пролетающих через детектор. Проблема заключается в том, что результаты, полученные двумя этими методами, существенно различаются: время жизни, найденное пучковым методом, равно 888±2 секунд, а бутылочный метод дает результат, равный 877,75±0,34 секунд. Это расхождение указывает либо на существование каких-то (1, 2) распадов нейтрона с бранчингом около одного процента, не укладывающихся в Стандартную модель, либо на неучтенные систематические ошибки в одном или обоих классах экспериментов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен

О крутом нраве Петра I ходили легенды, и все жены государя познали его гнев

Cosmopolitan
10 удивительных пауков, способных вас напугать 10 удивительных пауков, способных вас напугать

На деле пауки далеко не всегда опасны, но всегда - интересны

Популярная механика
Экология Экология

Самой актуальной антиутопией по-прежнему остается климатическая

Esquire
«Это уровень 2050 года»: стартап Rocket Lab показал многоразовую ракету, которая не похожа на нынешние «Это уровень 2050 года»: стартап Rocket Lab показал многоразовую ракету, которая не похожа на нынешние

Neutron: концепт новой легкой многоразовой ракеты

VC.RU
12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными 12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными

Рацион не менее полезен для роста волос, чем правильный уход

Cosmopolitan
Как противостоять хейтерам Как противостоять хейтерам

Чтобы обзавестись хейтерами, не обязательно становиться популярным

GQ
Вопросы из билетов по ПДД, с которыми не справятся даже опытные водители Вопросы из билетов по ПДД, с которыми не справятся даже опытные водители

Вопросы ПДД, которые окажутся сложными и для водителей с многолетним стажем

РБК
Игра давно не та: бездна неймдроппинга, извинения перед бывшими и агрессивный рэп. Первый взгляд на альбом Oxxxymiron Игра давно не та: бездна неймдроппинга, извинения перед бывшими и агрессивный рэп. Первый взгляд на альбом Oxxxymiron

Давид Чебанов разбирается, каким Оксимирон возвращается в рэп

Esquire
Пять привычек, которые прибавят тебе целых 10 лет жизни Пять привычек, которые прибавят тебе целых 10 лет жизни

Как здоровый (и нездоровый) образ жизни влияет на продолжительность жизни

Cosmopolitan
«Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер» «Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер»

В погоне за прогрессом Tesla отказалась от радаров в некоторых электрокарах

VC.RU
Здесь был ЗИЛ. Репортаж о легендарном заводе, которого не стало Здесь был ЗИЛ. Репортаж о легендарном заводе, которого не стало

Выясняем, что стало с МСЦ № 6 ЗИЛа после сноса его исторического здания

РБК
5 человек, которые много лет провели в тюрьме по ложным обвинениям 5 человек, которые много лет провели в тюрьме по ложным обвинениям

Из-за ошибок следователей и присяжных вместо одной трагедии мир получает две

Maxim
Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х Неизвестные гоночные мотоциклы 1990-х

Кастомные частные мотоциклы в мотогонках Гран-При 1990-х

Популярная механика
Как женщины боролись и борются за право на аборт Как женщины боролись и борются за право на аборт

Отрывок из книги «Неудобные женщины»: как девушки веками отстаивали свои права

СНОБ
Биткоин как индикатор общественных настроений: почему российские инвесторы любят криптовалюты Биткоин как индикатор общественных настроений: почему российские инвесторы любят криптовалюты

Интерес российских инвесторов к биткоинам — показатель доверия к власти

Популярная механика
Можно ли покрыть Сахару солнечными батареями? Можно ли покрыть Сахару солнечными батареями?

Может ли пустыня стать идеальным местом для производства солнечной энергии?

Популярная механика
Токены превращаются в люкс: 10 самых дорогих NFT-произведений на аукционах 2021 года Токены превращаются в люкс: 10 самых дорогих NFT-произведений на аукционах 2021 года

Список самых дорогих аукционных продаж NFT за год

Forbes
Фрига как высший смысл Фрига как высший смысл

Кто такие фриганы и зачем они охотятся за просроченными продуктами?

Playboy
Канарский вулкан Кумбре-Вьеха заподозрили в нетипичном поведении Канарский вулкан Кумбре-Вьеха заподозрили в нетипичном поведении

Режим функционирования вулкана повлияет на оценку будущих рисков от извержений

N+1
Чем заняться дома зимой? Чем заняться дома зимой?

Как разнообразить свой досуг, не покидая дома?

Psychologies
23 м² 23 м²

Женский вариант гарсоньерки: хозяйка очень любит Париж

AD
Что это фонит в постели?! Что это фонит в постели?!

Проверь, так ли твоя квартира хороша для любви и для жизни?

Playboy
Смотреть запоем Смотреть запоем

Елена Ванина о передаче «Давай поженимся!»

Weekend
Дольче и пиканте Дольче и пиканте

Иностранцам многое откроется, если внимательно смотреть, слушать и пробовать

Bones
10 увлекательных документальных фильмов 10 увлекательных документальных фильмов

Подборка нескучного и познавательного кино

СНОБ
По напиткам, которые мужчина заказывает в баре, можно узнать о нем всю подноготную! По напиткам, которые мужчина заказывает в баре, можно узнать о нем всю подноготную!

Скажи мне, что ты пьешь, и я скажу, кто ты!

Maxim
8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта 8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта

Что можно подарить на 8 марта подруге

Cosmopolitan
Чем изумляли немецких солдат пленные женщины-красноармейцы Чем изумляли немецких солдат пленные женщины-красноармейцы

По официальным оценкам, на фронте сражались 800 тысяч советских женщин

Cosmopolitan
«Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других «Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других

Тем, кто заботится одновременно и о детях, и о родителях, приходится тяжело

Cosmopolitan
Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк

Что такое метавселенная и в чем преимущества по сравнению с обычным интернетом

CHIP
Открыть в приложении