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

Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами

Группа физиков-теоретиков предложила новую модель темной материи

N+1
Сказочная Шория Сказочная Шория

Лучшее место для восстановления сил – зеленые горы и заповедная тайга Шории

Отдых в России
Осознанная работа с неосознанными действиями: разбираемся, как внедрять в жизнь новые привычки Осознанная работа с неосознанными действиями: разбираемся, как внедрять в жизнь новые привычки

Можно ли осознанно изменить свои привычки?

Популярная механика
5 необычных способов завести деловые знакомства 5 необычных способов завести деловые знакомства

Где и как искать деловые знакомства?

Inc.
Какое место человек занимает в пищевой цепи Какое место человек занимает в пищевой цепи

Правильно ли считать, что человек находится на вершине пищевой цепи?

Популярная механика
5 пунктов из ПДД, которые не помнит почти никто: самые сложные вопросы 5 пунктов из ПДД, которые не помнит почти никто: самые сложные вопросы

5 самых сложных дорожных ситуаций, правильные действия в которых помнят единицы

Популярная механика
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Еленой Рыковой и Антоном Васильевым Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Еленой Рыковой и Антоном Васильевым

Композиторы о творчестве, культурном коде и технологиях

СНОБ
Маленький стартап против гигантов: Kytch может починить ломающиеся машины для мороженого McDonald's — сети это не нужно Маленький стартап против гигантов: Kytch может починить ломающиеся машины для мороженого McDonald's — сети это не нужно

Почему McDonald’s запретили и почти уничтожили Kytch

VC.RU
Сплошная Санта-Барбара: как конструктивно решать конфликты в компании Сплошная Санта-Барбара: как конструктивно решать конфликты в компании

Вот что мы в Elbrus Bootcamp делаем, чтобы решать конфликты конструктивно

Inc.
Как перестроить судебную систему в России Как перестроить судебную систему в России

Суды в России давно стали притчей во языцех — критикуют их все кому не лень

СНОБ
Какими были новогодние подарки в СССР (много фото) Какими были новогодние подарки в СССР (много фото)

Вспоминаем популярные и желанные подарки в СССР

Maxim
Факты о норвежской лесной кошке Факты о норвежской лесной кошке

Пушистые, социальные, похожие на рысь — что мы знаем о норвежских лесных кошках?

Популярная механика
Полюбите нас тепленькими Полюбите нас тепленькими

Максим Семеляк о том, как новая чувствительность отменила стыдное

Weekend
Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта Гонки на газонокосилках: самый безумный вид спорта

Кто и как придумал гонки на газонокосилках?

Популярная механика
Премия ВРАЛ: грустный рептилоид для Премия ВРАЛ: грустный рептилоид для

Торжественная церемония награждения авторов самых популярных лженаучных теорий

Популярная механика
Гениально и просто! 10 лучших фильмов про величайших ученых, основанных на реальных событиях Гениально и просто! 10 лучших фильмов про величайших ученых, основанных на реальных событиях

10 фильмов-биографий о науке и ученых, которые победили, несмотря на трудности

Популярная механика
Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко

Любовь с козами у Екатерины Дорофеевой началась символично — 14 февраля

Inc.
59 м² 59 м²

Квартира с яркими акцентами по проекту Ильи Гульянца

AD
Как пережить праздники без последствий: 5 принципов Как пережить праздники без последствий: 5 принципов

Всем известно, что за праздничным столом удержать себя в руках почти невозможно

Cosmopolitan
Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону

История герцогини де Рец похожа на лихо закрученный авантюрный роман

Forbes
Число Гуччи Число Гуччи

История семьи и бренда Гуччи в метрах, сыновьях, тюремных сроках и киллерах

Weekend
Рецепт будущего Рецепт будущего

Кухня‑2030: стейки, выращенные в пробирке или напечатанные на 3D‑принтере

Vogue
Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики

Коллаборация физиков разобралась с поведением толпы во время бычьих бегов

N+1
Умер Дмитрий Зимин. Вспоминаем его высказывания о патриотизме, власти и молодежи Умер Дмитрий Зимин. Вспоминаем его высказывания о патриотизме, власти и молодежи

Цитаты Дмитрия Зимина, основатель компании «Вымпелком»

СНОБ
Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании

Рабочую среду в компаниях Илона Маска подвергли серьезной критике

Esquire
Праздник вкуса Праздник вкуса

Покупаем авокадо, индейку, икру и мандарины

Добрые советы
Душа дома Душа дома

Загородный дом в одном из именитых стародачных посёлков Подмосковья

SALON-Interior
Интервью с Алексеем Гуськовым о фильме «Старые шишки» и пользе пандемии Интервью с Алексеем Гуськовым о фильме «Старые шишки» и пользе пандемии

Фильм «Старые шишки» — полуторачасовая комедия c Алексеем Гуськовым

СНОБ
Фото на хрупкую память Фото на хрупкую память

Почему память распознает то, чего в ней нет

N+1
Операция «Антропоид» Операция «Антропоид»

Даже среди марок нацистской Германии этот экземпляр отличается своей мрачностью

Дилетант
Открыть в приложении