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

Можем ли мы деградировать обратно в обезьян? Можем ли мы деградировать обратно в обезьян?

Может ли очень старый человек однажды превратиться в обезьяну?

Популярная механика
На ликвидной волне На ликвидной волне

Объем первичных размещений акций российских компаний установил 10-летний рекорд

Forbes
Плач Ярослава Плач Ярослава

Иногда плакать разрешается даже мужчинам

Men’s Health
2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance 2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance

Джон Хеннесси задумал создать настоящего монстра из семейства электромобилей

Популярная механика
7 причин есть морскую капусту каждый день 7 причин есть морскую капусту каждый день

Морская капуста — настоящий суперфуд

РБК
Адмирал без танцев Адмирал без танцев

Как «отец народов» переписал биографию Нахимова

Дилетант
Полюбить эпик фейлы: как сделать ошибку лучшим другом на пути к успеху Полюбить эпик фейлы: как сделать ошибку лучшим другом на пути к успеху

Страх — это всего лишь эмоция, но она может стать серьезным препятствием

Cosmopolitan
Редкие фото юной Дэрил Ханны — прекрасной и опасной «медсестры» из «Убить Билла» Редкие фото юной Дэрил Ханны — прекрасной и опасной «медсестры» из «Убить Билла»

Дэрил Ханна вечно юна, длиннонога и прекрасна!

Maxim
Создаем домашний сервер: теория и основы Создаем домашний сервер: теория и основы

Особенности домашних серверов, их виды и ключевые характеристики

CHIP
Астрономы нашли горячую экзопланету - год на ней длится всего 8 часов Астрономы нашли горячую экзопланету - год на ней длится всего 8 часов

Одна из самых легких среди почти 5 000 известных сегодня экзопланет

Популярная механика
«Я — это ты, ты — это я»: 7 сериалов про подмену личности «Я — это ты, ты — это я»: 7 сериалов про подмену личности

Лихо закрученные сериалы, в которых герои выдают себя за другого

Cosmopolitan
С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака

Есть такие люди, которых лучше обходить за версту: и есть такие знаки зодиака

VOICE
Праздник по карману Праздник по карману

5 лайфхаков к Новому году: как не разориться на покупках

Лиза
Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO

Как Роман Горюнов построил и продал две российские биржи?

Forbes
Самые красивые автомобили: американский Stutz Самые красивые автомобили: американский Stutz

Американская марка Stutz пережила два рождения

Популярная механика
«От меня воняет тухлой рыбой»: как живет женщина с редчайшим заболеванием «От меня воняет тухлой рыбой»: как живет женщина с редчайшим заболеванием

История женщины, страдающей «синдром рыбного запаха»

Cosmopolitan
12 простых и надежных способов позаботиться о себе в разгар дня 12 простых и надежных способов позаботиться о себе в разгар дня

Как делать что-то полезное для своего тела и психики без отрыва от работы

Psychologies
«Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы

Роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «имени такого-то»

Forbes
Дуэль Лермонтова: как друг поэта убил его из-за раскрытой тайны сестры Дуэль Лермонтова: как друг поэта убил его из-за раскрытой тайны сестры

Почему в 26 лет Михаил Лермонтов стрелялся со своим лучшим другом.

Cosmopolitan
Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире? Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире?

Можно ли успеть на «Хогвартс-Экспресс»?

Популярная механика
Детство, отрочество, юность: как на самом деле живут клещи Детство, отрочество, юность: как на самом деле живут клещи

Что в первую очередь приходит на ум, когда вы слышите слово «клещ»?

Популярная механика
Как разработчики «Яндекса» создали компанию стоимостью $2 млрд Как разработчики «Яндекса» создали компанию стоимостью $2 млрд

Компания «Яндекс» 13 лет развивала систему управления базами данных

Forbes
Блистательное завершение праздничной еды Блистательное завершение праздничной еды

История десерта

Наука и жизнь
Чтобы найти время на саморазвитие, начните следовать «правилу 20%». Оно популярно среди сотрудников Google Чтобы найти время на саморазвитие, начните следовать «правилу 20%». Оно популярно среди сотрудников Google

Что такое «правиле 20%» и как оно поможет найти время на учебу?

Inc.
Несказочная жизнь: как сложилась судьба прототипа Белоснежки Несказочная жизнь: как сложилась судьба прототипа Белоснежки

Жила ли на свете когда-нибудь девушка, похожая на Белоснежку?

Cosmopolitan
«Секс в большом городе» уже не тот? Образы звезд на премьере продолжения сериала «Секс в большом городе» уже не тот? Образы звезд на премьере продолжения сериала

Как менялся стиль звезд сериала «Секс в большом городе» от премьеры к премьере

Cosmopolitan
«Год Тигра встречаю в новом платье»: Анна Бегунова о новогодних традициях «Год Тигра встречаю в новом платье»: Анна Бегунова о новогодних традициях

Анна Бегунова подвела итоги 2021-го и рассказала, как готовится к новому году

Cosmopolitan
Крупнейшее исследование древней ДНК указало на еще одну миграцию людей в Британию Крупнейшее исследование древней ДНК указало на еще одну миграцию людей в Британию

Ученые нашли свидетельства миграции в Британию ранее неизвестной популяции

N+1
Девятое искусство Девятое искусство

Почему комиксы — это серьезно, рассказывает переводчик Михаил Хачатуров

Seasons of life
Как убрать синяки под глазами и почему они появляются Как убрать синяки под глазами и почему они появляются

Как появляются темные круги под глазами

РБК
Открыть в приложении