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

Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен

О крутом нраве Петра I ходили легенды, и все жены государя познали его гнев

Cosmopolitan
Нет повести актуальнее Нет повести актуальнее

«Вестсайдская история»: Стивен Спилберг и его Шекспир, Бернстайн и Нью-Йорк

Weekend
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
Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся

Многие физики всерьез обсуждают теорию о том, что наш мир — лишь матрица

ТехИнсайдер
Как Генри Кавилл полюбил польский фольклор и превратился в образцового Ведьмака Как Генри Кавилл полюбил польский фольклор и превратился в образцового Ведьмака

Данил Леховицер поговорил с исполнителем главной роли Генри Кавиллом

Esquire
Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы

В случае массового восстания зомби гражданское население будут защищать военные

Популярная механика
О ком она вздыхает? Или как стать любовником, которого невозможно забыть О ком она вздыхает? Или как стать любовником, которого невозможно забыть

Истории четырех девушек, которые рассказывают, как надо и не надо делать

Playboy
Дожить до ручки Дожить до ручки

Борис Филановский о новых перьях и старых играх

Weekend
Как определить, психопат ли твой кот Как определить, психопат ли твой кот

Большинству котов присущи черты психопатического расстройства личности

Maxim
Веселый-трезвый Новый год: истории людей, которые сознательно отказались от алкоголя в праздники Веселый-трезвый Новый год: истории людей, которые сознательно отказались от алкоголя в праздники

Лови ударную дозу от опытных новогодних трезвенников

Playboy
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
ЦСКМС и Арктик СПГ 2: как в Заполярье строят плавучие заводы для сжижения природного газа ЦСКМС и Арктик СПГ 2: как в Заполярье строят плавучие заводы для сжижения природного газа

Суровые условия Арктики окупаются её богатствами

Популярная механика
Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка при зачатии сильнее, чем мы привыкли думать

Образ жизни отца влияет на здоровье ребенка сильнее, чем считалось

Популярная механика
Калифорнийские схемы: как разбогатеть на кризисе доступного жилья Калифорнийские схемы: как разбогатеть на кризисе доступного жилья

Как разбогатели американские торговцы «мусорными» муниципальными облигациями

Forbes
Emin Emin

Блиц-интервью с Эмином Агаларовым: неожиданные вопросы и быстрые ответы

ЖАРА Magazine
Кто есть я: 6 увлекательных книг о том, как устроены люди Кто есть я: 6 увлекательных книг о том, как устроены люди

Нескучные научно-популярные книги о человеческой анатомии и физиологии

Популярная механика
За «Серебряным медведем» — в дырявых штанах. Вспоминаем Сергея Соловьева За «Серебряным медведем» — в дырявых штанах. Вспоминаем Сергея Соловьева

Каким был Сергей Соловьев и его кинематограф

РБК
Страх и отвращение в Доме Gucci Страх и отвращение в Доме Gucci

«Дом Гуччи» — история, которая не оправдала возложенных на неё ожиданий

СНОБ
Почему после еды хочется чего-нибудь вкусненького Почему после еды хочется чего-нибудь вкусненького

Почему после плотного обеда все равно хочется съесть закуску или десерт?

Популярная механика
Чисто английский юмор. Как шутят настоящие джентльмены? Чисто английский юмор. Как шутят настоящие джентльмены?

Можно ли научиться шутить как истинный эсквайр «пришельцам» из других стран?

Популярная механика
Как победить прокрастинацию в обучении Как победить прокрастинацию в обучении

Заядлых прокрастинаторов не пугают даже серьезные последствия их решений

Популярная механика
Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах Грумеры боятся стричь пуделей: 5 интересных фактов о собачьих парикмахерах

Делимся некоторыми интересными фактами о работе грумеров

Популярная механика
Европейские «неприкасаемые». Кто такие каготы и почему их презирали Европейские «неприкасаемые». Кто такие каготы и почему их презирали

Даже в просвещенной Европе когда-то существовала бесправная и угнетенная каста

Maxim
Разбирается в финансах и бизнесе, никого не оскорбляет: что известно о новом главе VK Владимире Кириенко Разбирается в финансах и бизнесе, никого не оскорбляет: что известно о новом главе VK Владимире Кириенко

Инвестировал в стартапы, на работе в «Ростелекоме» выстраивал партнёрства

VC.RU
Восстановительный фитнес: упражнения после родов Восстановительный фитнес: упражнения после родов

Как правильно и эффективно вернуться к физическим нагрузкам после родов?

9 месяцев
Maruv Maruv

Певица рассказала о желании получить Нобелевскую премию и полететь в космос

ЖАРА Magazine
Последнее Рождество: 3 жутких убийства, совершенные в канун праздника Последнее Рождество: 3 жутких убийства, совершенные в канун праздника

К сожалению, далеко не всякая рождественская ночь оборачивается сказкой

Cosmopolitan
Опять начинается Опять начинается

Новая и лучшая жизнь не с понедельника и даже не с 1 января

Cosmopolitan
«Собеседование в Google не экзамен, однозначно правильных ответов нет. Главное — обосновать свою точку зрения» «Собеседование в Google не экзамен, однозначно правильных ответов нет. Главное — обосновать свою точку зрения»

Как успешно пройти интервью на должность разработчика

VC.RU
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
Открыть в приложении