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
Как стать богатым и счастливым: рецепт от основателя «Вымпелком» Дмитрия Зимина Как стать богатым и счастливым: рецепт от основателя «Вымпелком» Дмитрия Зимина

Как Зимин создавал «Вымпелком»

Forbes
5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей 5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей

Потому что два выходных — хорошо, а три — еще лучше!

Playboy
Что можно стирать в стиральной машине и как разобраться с правилами стирки вещей Что можно стирать в стиральной машине и как разобраться с правилами стирки вещей

Как стирать вещи, чтобы они не портились?

CHIP
Сколько мусора в нашей ДНК? Сколько мусора в нашей ДНК?

Какие «призраки» живут на «кладбищах геномов», и сколько мусора в нашей ДНК?

Популярная механика
Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных

Как изменится медицина, если начнет внедрять решения на основе ИИ?

Популярная механика
Как я влюбилась в мошенника Как я влюбилась в мошенника

История читательницы — как она влюбилась и не могла поверить, что её обманывают

Psychologies
Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег

В Вене находится самая большая в мире климатическая аэродинамическая труба

Популярная механика
Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале

Масштабный проект, объединяющий ученых и художников, работающих с медиа

Esquire
Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики

Иконы офф-роуда уходить никуда не собираются

4x4 Club
Как не стать зависимым от гаджетов: 4 действенных совета Как не стать зависимым от гаджетов: 4 действенных совета

Как избежать зависимости от гаджетов и заново научиться ими управлять.

Популярная механика
Чем лечили людей до изобретения антибиотиков Чем лечили людей до изобретения антибиотиков

Как известно, пенициллин открыли только в 1928 году. Чем лечили до этого?

Популярная механика
Что это фонит в постели?! Что это фонит в постели?!

Проверь, так ли твоя квартира хороша для любви и для жизни?

Playboy
Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом

Зверобой успокаивает и обезболивает, но принимать его можно не всем

РБК
Пчелы запечатали ульи прополисом и пережили извержение вулкана Кумбре-Вьеха Пчелы запечатали ульи прополисом и пережили извержение вулкана Кумбре-Вьеха

Пчелы способны переживать опасные стихийные бедствия

N+1
Почему хрустят суставы и надо ли их лечить: мнение эксперта Почему хрустят суставы и надо ли их лечить: мнение эксперта

Откуда появляются щелчки, хлопки и скрежет в суставах?

РБК
В каких продуктах содержится магний В каких продуктах содержится магний

Почему благодаря магнию сердце ритмично бьется, а организм противостоит болезням

РБК
Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины? Почему всегда так сложно выбрать подарок для мужчины?

Объясняем, почему подарок для мужика — это всегда квест

Maxim
Аглая Тарасова Аглая Тарасова

Аглая Тарасова — о любимых городах, людях и эмоциях

Собака.ru
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Олегом Крохалевым и Александрой Филоненко Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Олегом Крохалевым и Александрой Филоненко

Русские композиторы: о Второй мировой и неуверенной в себе музыке

СНОБ
30 м² 30 м²

Квартира с видом на Исаакиевский собор по проекту Владимира Березина

AD
Телескопы с жидким зеркалом: как это работает Телескопы с жидким зеркалом: как это работает

Есть ли у «жидких ртутных телескопов» будущее?

Популярная механика
Живые и искусственные ёлки: какие вредят экологии больше и что с ними делать после Нового года Живые и искусственные ёлки: какие вредят экологии больше и что с ними делать после Нового года

Как сказываются на окружающей среде искусственные и живые ёлки?

VC.RU
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
15 самых древних шуток и анекдотов 15 самых древних шуток и анекдотов

15 самых древних юморесок, дошедших до наших дней.

Maxim
Избранные: есть только двое, с кем Елизавета II готова говорить по телефону Избранные: есть только двое, с кем Елизавета II готова говорить по телефону

Малоизвестные факты о королеве Елизавете II

Cosmopolitan
Жизнь в моменте Жизнь в моменте

Получать удовольствие от процесса гораздо важнее, чем достичь результата

Лиза
На Рюриковом городище нашли фрагменты чешского стеклянного сосуда с росписью На Рюриковом городище нашли фрагменты чешского стеклянного сосуда с росписью

Ученые нашли чешские артефакты второй половине XVI века

N+1
Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok

О том, как устроена экономика TikTok и почему брендам важны ролики обычных людей

VC.RU
Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов

Мартышки мона разоряли фальшивые гнезда дроздов и интересовались настоящим

N+1
Открыть в приложении