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
Блондинка в шоколаде Блондинка в шоколаде

Принцесса гламура 2000-х Пэрис Хилтон вновь оказалась в центре внимания!

Grazia
Снять порчу с глаз Снять порчу с глаз

Как заботиться о своем зрении во времена, когда мы окружены свечением экранов

Men’s Health
Испанские хищные динозавры оказались быстрыми бегунами Испанские хищные динозавры оказались быстрыми бегунами

Ископаемые следы теропод показали, что эти динозавры быстро бегали

N+1
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
Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих

Каким получился второй сезон сериала «Эмили в Париже»

Cosmopolitan
Миллиарды с низких цен Миллиарды с низких цен

IPO Fix Price стало одним из крупнейших в России за последние 10 лет

Forbes
Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия

Ожидания людей относительно их взаимодействия с незнакомцами ошибочны

Популярная механика
Вспомнить все Вспомнить все

В 2021-м светская жизнь стала динамичнее, что не может не радовать

Grazia
Война, насилие, абьюз: как травмы влияют на психику и почему важно их проработать Война, насилие, абьюз: как травмы влияют на психику и почему важно их проработать

Отрывок из книги «Травма и исцеление» психиатра и феминистки Джудит Герман

Forbes
ТОП-5 крошечных домов 2021 года ТОП-5 крошечных домов 2021 года

Самые интересные крошечные дома 2021 года

Популярная механика
Необычные приветственные комплименты: как встречают гостей в отелях мира Необычные приветственные комплименты: как встречают гостей в отелях мира

Получить от проживания в отеле больше, чем ты ожидаешь, всегда приятно

Cosmopolitan
Анна Виленская Анна Виленская

Анна Виленская — автор нескучных лекций о музыке

Собака.ru
Идеальная формула: как различные компоненты меняют свойства жевательной резинки Идеальная формула: как различные компоненты меняют свойства жевательной резинки

Рассказываем, на какие компоненты обращать внимание при покупке жвачки

Популярная механика
Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе

Детские погребения все чаще обращают на себя внимание археологов и антропологов

N+1
Заманчивые острова Заманчивые острова

Сахалинская область становится все популярнее у туристов и бизнесменов

Отдых в России
Калькулятор сна: рассчитай, сколько тебе реально нужно спать Калькулятор сна: рассчитай, сколько тебе реально нужно спать

Универсальной нормы сна, подходящей абсолютно всем, нет

Cosmopolitan
Абсолютный русский интеллигент и нравственный маяк: как вспоминают Дмитрия Зимина Абсолютный русский интеллигент и нравственный маяк: как вспоминают Дмитрия Зимина

Каким знали Дмитрия Зимина его коллеги и друзья?

Forbes
От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким

5 книг, среди которых точно найдется подарок для каждого

Популярная механика
Фабрика грез с вашим личным участием Фабрика грез с вашим личным участием

Тимофей Кулябин о том, в кого он стреляет

Weekend
5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться 5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться

Что съесть перед сном, чтобы лучше спалось?

Популярная механика
Растяжка: 12 упражнений и советы тренера Растяжка: 12 упражнений и советы тренера

Растяжка: какие упражнения делать проще и полезнее всего

РБК
Выйти из операционки: миссия невыполнима? Выйти из операционки: миссия невыполнима?

Кажется, что без тебя все вмиг рухнет? Как выйти из замкнутого круга

Inc.
Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей» Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей»

Юлия Беретта накануне выхода ее нового альбома о личном и профессиональном

Maxim
О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии О чем надо помнить инвесторам при выборе ESG-стратегии

Рынок устойчивых инвестиций до сих пор не сбалансирован и имеет ряд проблем

Forbes
«Мне нужно позвонить маме в Остин» — знакомим вас с актером, сыгравшим Тома Форда в «Доме Гуччи» «Мне нужно позвонить маме в Остин» — знакомим вас с актером, сыгравшим Тома Форда в «Доме Гуччи»

Актер Рив Карни — как получил роль в «Доме Гуччи» и об актерском составе фильма

Esquire
Военные машины прошлого: наследие пращи и лука Военные машины прошлого: наследие пращи и лука

Как лук и праща повлияли на развитие военных машин?

Популярная механика
Юркие люди Юркие люди

Своих героев Анна Лужбина называет юркими людьми

Esquire
Зуб на зуб: 7 звезд, которые превратили неидеальную улыбку в свою фишку Зуб на зуб: 7 звезд, которые превратили неидеальную улыбку в свою фишку

Звезды, которые не подчинились моде на голливудскую улыбку

Cosmopolitan
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
Открыть в приложении