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

Тесла Тесла

Человек из будущего

kiozk originals
Безопасная среда: как она помогает исцелиться от психологической травмы Безопасная среда: как она помогает исцелиться от психологической травмы

Как обрести безопасность после травмирующих событий?

Psychologies
Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста

Как увеличить размер члена и действительно ли тебе это нужно?

Playboy
Детский транспорт от «взрослых» автомобильных марок Детский транспорт от «взрослых» автомобильных марок

Детский транспорт по цене настоящего автомобиля

Playboy
3 главных ошибки на первом свидании 3 главных ошибки на первом свидании

Что ты делаешь не так на первом свидании, с точки зрения девушек и психологов?

Maxim
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
Курсы дизайнеров Курсы дизайнеров

Как Александр Аврамов и Андрей Анищенко строят «единорога» в Латинской Америке

Forbes
Лучшие зимние забавы детей в СССР Лучшие зимние забавы детей в СССР

Вспоминаем снежные зимы нашего детства, и почему домой нас было не загнать!

Maxim
От 100 000 в месяц до вычета: где в России получают «московские» зарплаты От 100 000 в месяц до вычета: где в России получают «московские» зарплаты

У трети работающих в столице уровень зарплат соответствует среднему по Москве

Forbes
Фабрика грез с вашим личным участием Фабрика грез с вашим личным участием

Тимофей Кулябин о том, в кого он стреляет

Weekend
Смотреть запоем Смотреть запоем

Елена Ванина о передаче «Давай поженимся!»

Weekend
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
The Hatters комментируют свой новый альбом Golden Hits The Hatters комментируют свой новый альбом Golden Hits

The Hatters рассказывают про каждую песню своего нового релиза

GQ
9 опций духовок, на которые стоит обратить внимание при покупке 9 опций духовок, на которые стоит обратить внимание при покупке

На какие функции стоит обратить внимание при выборе электрической духовки

CHIP
Пластика vs естественность: как выглядят звездные многодетные мамы Пластика vs естественность: как выглядят звездные многодетные мамы

Рассматриваем, как сейчас выглядят звездные многодетные мамы!

Cosmopolitan
Как перестать стесняться: гайд по прокачке уверенности в себе Как перестать стесняться: гайд по прокачке уверенности в себе

Стеснительность - не приговор

Playboy
Страшный талант: картины, нарисованные серийными убийцами Страшный талант: картины, нарисованные серийными убийцами

Нам всем иногда хочется заглянуть в бездну

Cosmopolitan
Доказал, что миллиардеры не видят разницы между вином за $500 и $10 тысяч: история Руди Курниавана Доказал, что миллиардеры не видят разницы между вином за $500 и $10 тысяч: история Руди Курниавана

Как Руди Курниаван обманул миллиардеров более, чем на $35 млн?

VC.RU
48 м² 48 м²

Квартира для модницы по проекту Снежаны Цуцаевой

AD
Юлия Ауг: «Свое тело я приняла значительно раньше, нежели лицо без косметики» Юлия Ауг: «Свое тело я приняла значительно раньше, нежели лицо без косметики»

Юлия Ауг рассказала об атмосфере счастья и отношении к обнаженному телу

Grazia
Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении

Что произошло бы, если бы Луна обладала ретроградным движением?

Популярная механика
Как победить прокрастинацию в обучении Как победить прокрастинацию в обучении

Заядлых прокрастинаторов не пугают даже серьезные последствия их решений

Популярная механика
Исчезновение языков связали с высоким уровнем образования и строительством дорог Исчезновение языков связали с высоким уровнем образования и строительством дорог

Хорошее образование и плотность дорожных сетей связали с исчезновением языков

N+1
Маски сброшены: как музеи восстанавливают шедевры с помощью новых технологий Маски сброшены: как музеи восстанавливают шедевры с помощью новых технологий

Последние технологии для атрибуции, диагностики и реставрации шедевров

Forbes
Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте

Разница в возрасте — это просто число, на которое можно не обращать внимания?

Cosmopolitan
Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники

А что ты скажешь, если ты не поправишься, а похудеешь?

Cosmopolitan
Как заставить себя заниматься спортом дома Как заставить себя заниматься спортом дома

Как не растерять активность и заниматься спортом дома?

Лиза
Дотянуть до каникул: лучшие комедии Netflix Дотянуть до каникул: лучшие комедии Netflix

Топ-5 комедийных сериалов и фильмов Netflix

Forbes
История одной песни: «Pretty Fly (for a White Guy)», The Offspring, 1998 История одной песни: «Pretty Fly (for a White Guy)», The Offspring, 1998

Песня про белых парней, которые притворяются черными

Maxim
Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача

Разбираемся, чем могут быть полезны мандарины

РБК
Открыть в приложении