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
Рестарт, внимание, марш! Рестарт, внимание, марш!

Перезапускаем карьеру

Cosmopolitan
75 м² 75 м²

Квартира с оттенками охры для любителей Марокко

AD
Грозный зовет в ночь Грозный зовет в ночь

Список из шести интересных мест, которые стоит посетить ночью в Грозном

Отдых в России
Лена Ванина Лена Ванина

Лена Ванина — сценаристка важных сериалов нового времени

Собака.ru
В болезни и здравии: как с годами менялась внешность княгини Монако Шарлен В болезни и здравии: как с годами менялась внешность княгини Монако Шарлен

Как княгиня Монако Шарлен менялась последние 13 лет

Cosmopolitan
«Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают «Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают

Блогерка Кристина Бошчех — о тонкостях иранского менталитета

Cosmopolitan
Ольга Арлаускас: «Все люди заслуживают внимания, одобрения и принятия» Ольга Арлаускас: «Все люди заслуживают внимания, одобрения и принятия»

Героиня номера – Ольга Арлаускас, известная работами на социальную тематику

Grazia
Под Грацским замком обнаружили погребение эпохи бронзы и средневековое поселение Под Грацским замком обнаружили погребение эпохи бронзы и средневековое поселение

Австрийские археологи провели раскопки на территории Грацского замка

N+1
12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными 12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными

Рацион не менее полезен для роста волос, чем правильный уход

Cosmopolitan
«Тайный Санта»: как устроить легкий обмен подарками с друзьями и коллегами «Тайный Санта»: как устроить легкий обмен подарками с друзьями и коллегами

Самый простой способ поздравить друг друга с Новым годом

Esquire
Одним махом Одним махом

Как гиперзвуковые технологии меняют мир и почему Россия «впереди планеты всей»

Популярная механика
Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне

Полигональность «сердца» на Плутоне создали процессы тепловой конвекции

N+1
Искусственный интеллект Искусственный интеллект

Человек начал бояться восстания роботов еще до того, как научился их создавать

Esquire
Азиатские штучки Азиатские штучки

Паназиатская кухня: почему её так сложно уместить под крышей одного ресторана?

Bones
Универсальный актёр Универсальный актёр

Николай Черкасов мог сыграть кого угодно

Дилетант
Как в Даурии радужный камень нашли Как в Даурии радужный камень нашли

Флюорит — завораживающий минерал, появившийся в природной «лаборатории»

Наука и жизнь
Археологи нашли в Турции разрушенное серией цунами древнее поселение Археологи нашли в Турции разрушенное серией цунами древнее поселение

Минойского извержение разрушило поселение Чешме-Багларараси в Западной Анатолии

N+1
Ты теперь полярник: инструкция к поездке мечты по Кольскому полуострову Ты теперь полярник: инструкция к поездке мечты по Кольскому полуострову

Полуостров Рыбачий – рай для фотографа: фактуры-текстуры просто завораживают

Playboy
10 животных с суперспособностями 10 животных с суперспособностями

При взгляде на способности некоторых животных нам остаётся только завидовать

Популярная механика
Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами

Как вернуть покупку?

CHIP
Зеркальная материя: чем она отличается от антиматерии Зеркальная материя: чем она отличается от антиматерии

Физики вполне серьезно говорят о зеркальном мире или зеркальной материи

Популярная механика
Создаем домашний сервер: теория и основы Создаем домашний сервер: теория и основы

Особенности домашних серверов, их виды и ключевые характеристики

CHIP
Как понять, что тобой манипулируют: главный признак, о котором надо знать всем Как понять, что тобой манипулируют: главный признак, о котором надо знать всем

Психологическое насилие может быть столь же опасным, как и физическое

Cosmopolitan
«Товарищ» Омарова. Как уроженка СССР Сауле Омарова чуть не стала финансовым контролером США «Товарищ» Омарова. Как уроженка СССР Сауле Омарова чуть не стала финансовым контролером США

Сауле Омарова отказалась от борьбы за пост финансового контролера США

СНОБ
Соблазнение родиной Соблазнение родиной

Игорь Гулин о своей любви к группе «Любэ»

Weekend
Получить 5% от доходов будущего Илона Маска: зачем компании инвестируют в конкретных людей Получить 5% от доходов будущего Илона Маска: зачем компании инвестируют в конкретных людей

Какие цели преследуют инвесторы, вкладывая деньги в отдельную личность?

VC.RU
«Представляю секс с рабочим»: о чем говорят женские сексуальные фантазии «Представляю секс с рабочим»: о чем говорят женские сексуальные фантазии

Сексолог расшифровывает фантазии читательниц и объясняет, как их можно воплотить

Psychologies
«Врачи сказали, что у меня не будет детей»: как Понаровская победила бесплодие «Врачи сказали, что у меня не будет детей»: как Понаровская победила бесплодие

Певица рассказала, как ей удалось стать мамой вопреки диагнозу врачей

Cosmopolitan
Самые модные образы зимы — 8 правил, как стильно сочетать одежду в этом сезоне Самые модные образы зимы — 8 правил, как стильно сочетать одежду в этом сезоне

Какие комбинации вещей будут наиболее актуальны этой зимой

Cosmopolitan
Открыть в приложении