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
«Авербух держал нас в плену»: Даня Милохин и Евгения Медведева сделали признание «Авербух держал нас в плену»: Даня Милохин и Евгения Медведева сделали признание

Евгения Медведева и Даня Милохин рассказали о своих отношениях

Cosmopolitan
3 эффективных способа отказаться от вредных привычек 3 эффективных способа отказаться от вредных привычек

Какие факторы влияют на формирование полезных привычек?

Inc.
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
Топ-7 прикольных штук с Кикстартера Топ-7 прикольных штук с Кикстартера

Что предлагают стартаперы? На какие производства собирают финансирования?

CHIP
«Как ломаются спагетти и другие задачи по физике» «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

Отрывок из книги «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

N+1
10 лучших сериалов 2021 года 10 лучших сериалов 2021 года

Рейтинг лучших сериалов 2021 года

Esquire
Самые странные вещи, которые продавали на NFT-аукционах Самые странные вещи, которые продавали на NFT-аукционах

От твита до вида на жительство — что продают на NFT-аукционах?

GQ
Особенности профориентации подростков Особенности профориентации подростков

Если подросток мечтает стать практикующим психологом

СНОБ
7 привычек, которые делают месячные еще мучительнее, чем они есть 7 привычек, которые делают месячные еще мучительнее, чем они есть

Некоторые привычки могут повлиять на тяжесть и интенсивность месячных

Cosmopolitan
Гипервитаминоз Гипервитаминоз

Чем грозит слишком активное увлечение витаминами

Лиза
«Люди так бесчеловечны, так людоедны, они такие животные» «Люди так бесчеловечны, так людоедны, они такие животные»

Игорь Северянин о том, как тяжело жить человеку с тонкой душевной организацией

Weekend
Оказывается, психологическая устойчивость связана с ответом тела на стресс Оказывается, психологическая устойчивость связана с ответом тела на стресс

Стресс может ускорить старение организма

Популярная механика
Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться

Почему бороться с домашним насилием в России никто не спешит?

СНОБ
Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе Мэтт Смит – об Ане Тейлор-Джой, злодеях и судьбе

Интервью с британским актером Мэттом Ситом

GQ
Вычитание фононов с помощью света сделало звук неклассическим Вычитание фононов с помощью света сделало звук неклассическим

Физики продемонстрировали возможность вычитания фононов из резонатора

N+1
Войны, драки и теракты: пять самых скандальных поводов для рекламы Войны, драки и теракты: пять самых скандальных поводов для рекламы

Реклама: дерзкая, провокационная — и далеко не всегда этичная

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

Рассматриваем, как сейчас выглядят звездные многодетные мамы!

Cosmopolitan
Поверила в себя Поверила в себя

Юлия Снигирь рассказала, как персонаж заставил ее пересмотреть отношение к себе

Grazia
Нашли общий язык: самые скандальные звездные поцелуи ever Нашли общий язык: самые скандальные звездные поцелуи ever

Самые горячие и неожиданные поцелуи знаменитостей

VOICE
«Самый важный французский бестселлер»: как производитель шин начал издавать гид «Мишлен» «Самый важный французский бестселлер»: как производитель шин начал издавать гид «Мишлен»

Гид «Мишлен» изначально был нужен, чтобы популяризировать автомобили

VC.RU
Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно

Мозговой штурм — это способ находить решения с помощью коллективного разума

Forbes
Тренды 2022: аудиоформат возвращается в топы Тренды 2022: аудиоформат возвращается в топы

Как научиться воспринимать информацию на слух?

Популярная механика
Как вы считаете? Как вы считаете?

О главных событиях 2022-го для каждого из нас рассказывает нумеролог

Grazia
7 самых эффектных спутниковых фотографий Земли 7 самых эффектных спутниковых фотографий Земли

Наша планета выглядит эффектнее с высоты спутников

Популярная механика
Алена Водонаева: «Я живу для себя и я счастлива» Алена Водонаева: «Я живу для себя и я счастлива»

Звезда рассказала о личной жизни, новой квартире и своем проекте на Youtube

Cosmopolitan
Военные машины прошлого: тенсионные и торсионные орудия античности Военные машины прошлого: тенсионные и торсионные орудия античности

Когда появились и как выглядели первые машины войны античности?

Популярная механика
Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа

Конфликт свекрови и невестки не теряет актуальности

Psychologies
И сбоку бантик И сбоку бантик

Простые и эффектные идеи упаковки подарков

Лиза
Что такое дрожжи и почему их не надо бояться? Что такое дрожжи и почему их не надо бояться?

Что же такое дрожжи? Как они были «одомашнены»?

Популярная механика
Открыть в приложении