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

Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией

Модель темной материи объясняет многие несостыковки астрономических наблюдений

N+1
Почему японки не полнеют: 10 секретов стройности, которые стоит запомнить Почему японки не полнеют: 10 секретов стройности, которые стоит запомнить

Почему японки не полнеют, что для этого едят и какой образ жизни они ведут

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

Кто и как придумал гонки на газонокосилках?

Популярная механика
5 главных мифов о наборе веса в праздники 5 главных мифов о наборе веса в праздники

Самые популярные заблуждения о новогоднем рационе

Лиза
Наступление эпохи викингов объяснили усилением конкуренции в морской торговле Наступление эпохи викингов объяснили усилением конкуренции в морской торговле

Ученые обнаружили активизацию торговых связей благодаря уточнению датировок

N+1
Самый больной на свете человек: что такое синдром Мюнхгаузена Самый больной на свете человек: что такое синдром Мюнхгаузена

Психическое расстройство, при котором люди выдумывают себе невероятные болезни

РБК
10 увлекательных сериалов, основанных на реальных событиях 10 увлекательных сериалов, основанных на реальных событиях

Увлекательные сериалы, сюжеты которых почти никто не выдумывал

Cosmopolitan
Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов

Исследователи создали часы, по которым можно оценивать возраст голого землекопа

N+1
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
65 м² 65 м²

Дизайн квартиры от BHD Studio начался с большой яркой картины

AD
Дожить до ручки Дожить до ручки

Борис Филановский о новых перьях и старых играх

Weekend
Побег из ортодоксальной общины в глянец. Симоне Сомех: «Широкий угол» Побег из ортодоксальной общины в глянец. Симоне Сомех: «Широкий угол»

Отрывок из романа «Широкий угол», наполненного юмором и сочувствием к героям

СНОБ
«Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой «Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой

Меня зовут Александра Вяткина и у меня с рождения отсутствует одна рука

Cosmopolitan
90 м² 90 м²

Собственная квартира Марии и Павла Ивановых из FullHouseDesign

AD
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
Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным

Физики исследовали влияние эффектов когерентности

N+1
«Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?» «Иллюзия правды. Почему наш мозг стремится обмануть себя и других?»

Любовь — не единственное чувство, которое вынуждает восприятие сбиваться с пути

N+1
Демна Гвасалия, Трэвис Скотт и Раф Симонс: главные итоги года в индустрии моды Демна Гвасалия, Трэвис Скотт и Раф Симонс: главные итоги года в индустрии моды

Главное, что случилось в мире моды за последний год

Forbes
Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил

Впервые в реакции термоядерного синтеза был достигнут рекордный выход энергии

Популярная механика
15 игр, которые укрепят отношения 15 игр, которые укрепят отношения

Подборка энергичных и психологических игр для вас двоих и компании друзей

Лиза
15 эффективных упражнений на пресс: описание, видео, советы 15 эффективных упражнений на пресс: описание, видео, советы

Крепкий пресс — это подтянутый живот и здоровая спина

РБК
Что наука говорит о балансе работы и личной жизни Что наука говорит о балансе работы и личной жизни

Как правильно расставлять приоритеты между работой и личной жизнью?

Популярная механика
Подарок из Мессины Подарок из Мессины

В эрмитажной коллекции хранится много документальных экспонатов прошлых веков

Дилетант
Роботы, искусственный интеллект и мир будущего: что почитать любителям фантастики Роботы, искусственный интеллект и мир будущего: что почитать любителям фантастики

Книги, в которых уже можно угадать настоящее

Playboy
Советский деликатес: почему врачи рекомендуют есть печень трески зимой Советский деликатес: почему врачи рекомендуют есть печень трески зимой

Вкусная, источник незаменимых витаминов и микроэлементов — все это печень трески

РБК
3 причины вашей бедности 3 причины вашей бедности

Что мешает вам материально преуспевать?

Psychologies
«Утром мажу бутерброд — сразу мысль: а как народ?» Самые искрометные цитаты Леонида Филатова «Утром мажу бутерброд — сразу мысль: а как народ?» Самые искрометные цитаты Леонида Филатова

Цитаты Леонида Филатова

Maxim
Анна Виленская Анна Виленская

Анна Виленская — автор нескучных лекций о музыке

Собака.ru
Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели

Эти произведения искусства создали палеолитические охотники-собиратели

N+1
Открыть в приложении