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
Плащ пьяницы и ещё четыре диких судебных наказания прошлого Плащ пьяницы и ещё четыре диких судебных наказания прошлого

Подборка жутких орудий наказаний родом из Средних веков

Maxim
Перелетные птицы оказались светлее оседлых Перелетные птицы оказались светлее оседлых

Как светлая окраска помогает перелетным птицам?

N+1
Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой Спорт в любое время года: можно ли заниматься бегом зимой

Что необходимо знать о беге при низких температурах и как бегать правильно

Популярная механика
Почему появляются прыщи на попе и что сделать, чтобы их там не было Почему появляются прыщи на попе и что сделать, чтобы их там не было

Прыщи на попе могут оказаться не самым приятным сюрпризом

Cosmopolitan
Хорошие оценки и уборка по дому: за что из этого можно платить ребенку? Хорошие оценки и уборка по дому: за что из этого можно платить ребенку?

Некоторые родители платят своим детям за хорошие заслуги. Правильно ли это?

Cosmopolitan
Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии

Египтологи обнаружили, что древние грабители гробниц оторвали ему голову

N+1
80 м² 80 м²

Смелый дизайн в проекте Дарьи Васильковой и ее бюро Art Group.

AD
5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться 5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться

Что съесть перед сном, чтобы лучше спалось?

Популярная механика
Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны

Мало кто знает, но Одри Хепбёрн родилась в семье… нацистов. Да-да, именно так!

Cosmopolitan
Что такое NFT: объясняем простыми словами Что такое NFT: объясняем простыми словами

Что такое NFT, как их создать, и как зарабатывать на NFT?

CHIP
Алек Болдуин расплакался, рассказывая о смертельном выстреле на съемках Алек Болдуин расплакался, рассказывая о смертельном выстреле на съемках

Алек Болдуин дал первое большое интервью после трагедии на съемочной площадке

Cosmopolitan
Искусство оздоровления — как найти путь к себе, отдыхая в Марокко Искусство оздоровления — как найти путь к себе, отдыхая в Марокко

С чего стоит начать путь к себе и как сделать это красиво?

Esquire
Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее

Биоинженеры значительно улучшили ОКТ

ТехИнсайдер
Полный вперед Полный вперед

Дизайнеры снова размышляют о будущем, думают, сбылись ли прошлые модные прогнозы

Vogue
Волшебная банка: вся правда о протеине Волшебная банка: вся правда о протеине

Протеин — кому, когда и сколько надо

Playboy
Как 22-летняя девушка из села в Бурятии спасает урожаи с помощью спутников и ИИ Как 22-летняя девушка из села в Бурятии спасает урожаи с помощью спутников и ИИ

Основательница компании Aerospace-Agro рассказала, как сталкивается с сексизмом

Forbes
10 поразительных светящихся существ 10 поразительных светящихся существ

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться

Популярная механика
Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника

Хотите забронировать себе круиз на "Титанике"?

Популярная механика
Модное просвещение: 8 фильмов о дизайнерах, которые можно посмотреть  на каникулах Модное просвещение: 8 фильмов о дизайнерах, которые можно посмотреть  на каникулах

Красивые и вдохновляющие истории, которые понравятся не только любителям моды

Esquire
Дальневосточная кухня Дальневосточная кухня

Кухня Дальневосточного края — интересный и неоднозначный феномен

Bones
«Теория разбитых окон» в здравоохранении: как порядок влияет на эффективность лечения «Теория разбитых окон» в здравоохранении: как порядок влияет на эффективность лечения

Как хаос влияет на здравоохранение и причем здесь теория разбитых окон

Inc.
Извержение как конец света: 10 фактов о супервулканах Извержение как конец света: 10 фактов о супервулканах

Извержение супервулкана: мыслимый конец света, который нельзя предотвратить

Популярная механика
«Я видела, как погибла моя дочь»: почему Агнии Барто писали тысячи таких писем «Я видела, как погибла моя дочь»: почему Агнии Барто писали тысячи таких писем

Мало кто знает, что творчество было не главным делом жизни поэтессы Агнии Барто

Cosmopolitan
5 странных японских новогодних традиций 5 странных японских новогодних традиций

Что японцы делают на праздники — это просто уму непостижимо!

Maxim
Суперсемейка Суперсемейка

Men's Health выяснил рецепт счастья у Алексея Столярова и Ксении Шойгу

Men’s Health
Апокалипсис в раю Апокалипсис в раю

Извержение Кумбре-Вьехи: что (и почему) случилось на канарском острове Ла-Пальма

N+1
17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах 17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах

Если ты вдруг не знаешь, что посмотреть про холодную зиму

Maxim
Технология быстрой зарядки: просто о важном Технология быстрой зарядки: просто о важном

Разбираемся в технологиях быстрой зарядки и их ключевых особенностях

CHIP
Приглашение на корпоратив Приглашение на корпоратив

Благотворительность в России превратилась в полноценный рыночный сектор

Robb Report
Открыть в приложении