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
Страшные сказки: за что актеры ненавидели режиссера Александра Роу Страшные сказки: за что актеры ненавидели режиссера Александра Роу

Когда-то режиссера Александра Роу недолюбливали и актеры, и чиновники

Cosmopolitan
7 самых красивых и необычных подземных сооружений 7 самых красивых и необычных подземных сооружений

Подборка удивительных объектов подземной инфраструктуры

Популярная механика
Как «Союзмультфильм» перезапускает «Ну, погоди\!» и почему не все этим довольны Как «Союзмультфильм» перезапускает «Ну, погоди\!» и почему не все этим довольны

Как возрождение Союзмультфильма сопровождается отрицанием

GQ
Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад

Палеозоологи обнаружили кости животных со следами разделки

N+1
16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать? 16 лучших эфирных масел от простуды и заложенности носа. Как их использовать?

Эфирные масла могут облегчить симптомы простуды

Cosmopolitan
Хобби-терапия Хобби-терапия

Как хобби помогают восполнить внутреннюю энергию?

Добрые советы
История новогодних блюд: как оливье стал первым среди равных и почему шубу носят не только женщины, но и селёдка История новогодних блюд: как оливье стал первым среди равных и почему шубу носят не только женщины, но и селёдка

Откуда же пришли наши любимые оливье и селёдка под шубой?

Популярная механика
Марина Наумова: «Кормить гостей — это высшее искусство!» Марина Наумова: «Кормить гостей — это высшее искусство!»

Шеф-повар Маруся о том, чем для нее стала профессия шеф-повара

Bones
Астрофизики смоделировали первичную атмосферу Меркурия Астрофизики смоделировали первичную атмосферу Меркурия

У Меркурия была атмосфера, но давным-давно она улетучилась в космос

Популярная механика
«Уравнение Бога: В поисках теории всего» «Уравнение Бога: В поисках теории всего»

Отрывок из книги «Уравнение Бога» — о квантовой теории

N+1
Дом с колоннами. Прошлое и будущее челябинского «Молодежного театра» Дом с колоннами. Прошлое и будущее челябинского «Молодежного театра»

Как бывший народный дом превратился в площадку для театральных экспериментов

СНОБ
Испанский маникюр: быстро делается и удлиняет ногти Испанский маникюр: быстро делается и удлиняет ногти

Не знаешь, что бы такого интересного сделать на ногтях в этот раз?

Cosmopolitan
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
Физики научились управлять отдельным магнитным скирмионом при комнатной температуре Физики научились управлять отдельным магнитным скирмионом при комнатной температуре

Управление скирмионами может иметь приложение в спинтронике

N+1
Как понять, что в желчном пузыре камни: 5 симптомов, которые нельзя игнорировать Как понять, что в желчном пузыре камни: 5 симптомов, которые нельзя игнорировать

Как вовремя заметить, что с желчным пузырем что-то не так?

Cosmopolitan
Цветная капуста – настоящий суперфуд: вот 8 фактов, которые это доказывают Цветная капуста – настоящий суперфуд: вот 8 фактов, которые это доказывают

Суперфуды – это не только очень дорогие экзотические продукты

Cosmopolitan
Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года Для любителей загадок: лучшие детективные сериалы 2021 года

Безумно увлекательные детективные сериалы

Cosmopolitan
Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время

Экшены, шутеры и гонки для слабых ПК — выбирай на свой вкус!

Playboy
Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья Изотопы свинца в белилах картин голландских художников указали на смену сырья

Ученые провели изотопный анализ белил в картинах голландских художников

N+1
Дети Арбата: кинотеатр «Художественный» глазами его работников Дети Арбата: кинотеатр «Художественный» глазами его работников

На Новом Арбате вновь открылся легендарный кинотеатр “Художественный”

Esquire
Продолжаем мотосезон Продолжаем мотосезон

Зимой мотосезон не заканчивается!

Men’s Health
Дарсонваль для лица: как им правильно пользоваться Дарсонваль для лица: как им правильно пользоваться

Что такое Дарсонваль и как его использовать?

Cosmopolitan
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
Все не так, как на самом деле Все не так, как на самом деле

Не все то эко, что им называют. 10 наиболее живучих «зеленых» сказок

Playboy
Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа

Конфликт свекрови и невестки не теряет актуальности

Psychologies
Осмысленное обучение: почему с наставником и ментором учиться проще Осмысленное обучение: почему с наставником и ментором учиться проще

Что такое осмысленное обучение и почему оно нужно всем нам?

Популярная механика
«Уберечь здоровье и кошельки наших клиентов». Как цифровая маркировка решила проблему подделки духов «Уберечь здоровье и кошельки наших клиентов». Как цифровая маркировка решила проблему подделки духов

Как цифровая маркировка повлияла на работу сетевых косметических магазинов

СНОБ
TikTok и Instagram: почему цифровая зависимость опасна для детей и как этому противостоять TikTok и Instagram: почему цифровая зависимость опасна для детей и как этому противостоять

Видео, игры и скроллинг соцсетей действуют на мозг детей как наркотик

Популярная механика
Новый поворот: как создать карту желаний, которая работает Новый поворот: как создать карту желаний, которая работает

10 правил, которые надо соблюдать, когда составляешь свою карту желаний

Cosmopolitan
Открыть в приложении