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

Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами

Группа физиков-теоретиков предложила новую модель темной материи

N+1
Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире? Как попасть на платформу 9 и 3/4 в реальном мире?

Можно ли успеть на «Хогвартс-Экспресс»?

Популярная механика
5 странных японских новогодних традиций 5 странных японских новогодних традиций

Что японцы делают на праздники — это просто уму непостижимо!

Maxim
Стелла Ильницкая. Верю в чудо Стелла Ильницкая. Верю в чудо

Если приглядеться, жизнь — это одно сплошное чудо, которого мы часто не замечаем

Коллекция. Караван историй
Как построить 200-крылый самолет: история мультипланов Как построить 200-крылый самолет: история мультипланов

Горацио Филлипс верил — чем больше крыльев у самолета, тем выше он поднимется

Популярная механика
«Стал отцом русского рэпа»: Оксимирон выпустил альбом «Красота и уродство» «Стал отцом русского рэпа»: Оксимирон выпустил альбом «Красота и уродство»

Оксимирон представил новый альбом. Критики уже оставил отзывы на композиции

Cosmopolitan
Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков

Как готовятся к запуску фейерверка и что может пойти не так?

VC.RU
«Имени такого-то». Военный роман «Имени такого-то». Военный роман

Глава из книги «Имени такого-то» Линор Горалик

СНОБ
«Открытая рана, натертая солью»: что такое «женское обрезание» и как с ним борются «Открытая рана, натертая солью»: что такое «женское обрезание» и как с ним борются

Из всех живущих сегодня женщин не менее 200 млн подверглись «женскому обрезанию»

Forbes
«Как иронично, что фирме в сфере психического здоровья плевать на психическое здоровье собственных работников» «Как иронично, что фирме в сфере психического здоровья плевать на психическое здоровье собственных работников»

Сотрудники Spring Health жалуются на соучредительницу Эйприл Кох

VC.RU
«Гормон объятий» окситоцин: как он влияет на наш организм «Гормон объятий» окситоцин: как он влияет на наш организм

Какие функции окситоцин выполняет в нашем организме?

Популярная механика
Как и куда начать инвестировать с нуля: раскладываем все в твоей голове по полочкам Как и куда начать инвестировать с нуля: раскладываем все в твоей голове по полочкам

Советы для начинающих инвесторов

Playboy
Пять привычек, которые прибавят тебе целых 10 лет жизни Пять привычек, которые прибавят тебе целых 10 лет жизни

Как здоровый (и нездоровый) образ жизни влияет на продолжительность жизни

Cosmopolitan
Шарик бриллиантовый, ваш! Шарик бриллиантовый, ваш!

Свяжите ёлочные шары, и других таких не будет ни у кого!

Наука и жизнь
Аресты, обыски и «дворец Путина»: главные события года для российских миллиардеров Аресты, обыски и «дворец Путина»: главные события года для российских миллиардеров

О ком из российских миллиардеров писала отечественная пресса в 2021 году

Forbes
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
8 лучших сериалов о предпринимателях 2021 года 8 лучших сериалов о предпринимателях 2021 года

Эти истории, которые способны удивить или замотивировать вас заняться бизнесом

Inc.
Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения

Голова болит, трещит, раскалывается...Тебе это знакомо?

Playboy
Киборг-герой: кто такие пилоты-испытатели протезов и чем они занимаются Киборг-герой: кто такие пилоты-испытатели протезов и чем они занимаются

Илья Морковский — пилот-испытатель, который постоянно тестирует протезы руки

Forbes
Фантазия на тему Фантазия на тему

Хозяева этой квартиры хотели получить нарядный интерьер в классическом стиле

SALON-Interior
18 любимых фильмов Киану Ривза — от «Большого Лебовски» до «Заводного апельсина» 18 любимых фильмов Киану Ривза — от «Большого Лебовски» до «Заводного апельсина»

Киану Ривз поделился своим списком любимых фильмов в интервью

Esquire
Китовая бухта Китовая бухта

Где водятся русские тропические киты? Как сохранить этих исчезающих великанов?

Отдых в России
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
Аплодисменты для медведя Аплодисменты для медведя

Корреспондент Юлия Тихонова побывала на вершине Северного Басега

Отдых в России
Семейные ценности Семейные ценности

Самый громкий скандал разразился из-за наследства Олега Бурлакова

Forbes
Мигрень: симптомы, причины, лечение Мигрень: симптомы, причины, лечение

Откуда берется мигрень и как минимизировать её проявления

РБК
Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы Non/fiction 23: гид по международной ярмарке интеллектуальной литературы

16 книг, которые нельзя пропустить

СНОБ
Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят Шальные деньги изменили идею: для чего создавали NFT и почему в 2021 году столько об этом говорят

Как NFT мог упростить авторское право?

VC.RU
Лошадей и ослов заподозрили в «подделке» артефактов олдувайской культуры Лошадей и ослов заподозрили в «подделке» артефактов олдувайской культуры

Испанские археологи провели эксперимент

N+1
Почему Роспатент может не одобрить товарный знак «Сучки», но зарегистрирует «Тупого жирного зайца» Почему Роспатент может не одобрить товарный знак «Сучки», но зарегистрирует «Тупого жирного зайца»

Какие слова можно присвоить, а какие нельзя? Как зарегистрировать товарный знак

VC.RU
Открыть в приложении