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

Можем ли мы деградировать обратно в обезьян? Можем ли мы деградировать обратно в обезьян?

Может ли очень старый человек однажды превратиться в обезьяну?

Популярная механика
Социальное и асоциальное Социальное и асоциальное

Любая соцсеть может стать для человека лекарством или наркотиком

Men’s Health
Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей

Если хочется праздничного настроения, а пластиковой мишуры не хочется

Esquire
Игра в имена. Ольга Медведкова: «Ф.И.О.» Игра в имена. Ольга Медведкова: «Ф.И.О.»

Отрывок из книги Ольги Медведковой, которую она посвятила истории своего имени

СНОБ
Зверь с тонкой кожей Зверь с тонкой кожей

За свою карьеру Жан-Поль Бельмондо снялся в более чем 90 фильмах

Playboy
Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей

Установка двойных стекол в машине – штраф

РБК
Hic sunt dracones Hic sunt dracones

Птерозавр размером с истребитель — как выглядел и летал кетцалькоатль

N+1
Из-за чего нас раздражают феминитивы: психологический аспект Из-за чего нас раздражают феминитивы: психологический аспект

Что о феминитивах говорит психология

Psychologies
За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили? За сколько можно похудеть так, чтобы все заметили?

Какие сроки для похудения реальны – недели, месяцы, годы?

Cosmopolitan
Наука побеждать Наука побеждать

По требованию Сталина сняли целый цикл картин про русских военачальников

Дилетант
«Мы разрушители стереотипов!» «Мы разрушители стереотипов!»

Антон Лаврентьев и Алина Астровская — о своем творчестве, семье и терапии

OK!
Саманта против: как Ким Кэтролл пошла наперекор проекту, сделавшему ее звездой Саманта против: как Ким Кэтролл пошла наперекор проекту, сделавшему ее звездой

Почему Ким Кэтролл, сыгравшая Саманту, так ненавидит «Секс в большом городе»

VOICE
Подмосковье как прослойка между жизнью и смертью — фрагмент книги «Тень» Ивана Филиппова Подмосковье как прослойка между жизнью и смертью — фрагмент книги «Тень» Ивана Филиппова

«Тень» — произведение на грани детектива, триллера и фэнтезийного романа

Esquire
«Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси «Мы понимали, что наши интересы в технологиях вызовут скепсис»: зачем производитель майонеза «Слобода» делает аэротакси

Производитель «Слободы» интересуется альтернативными источниками энергии

VC.RU
Нео на пенсии или пародия на современный Голливуд: какой получилась новая «Матрица» Нео на пенсии или пародия на современный Голливуд: какой получилась новая «Матрица»

Как новая «Матрица» стала одновременно пародией и оммажем оригинальной серии

Forbes
В каких продуктах много витамина К В каких продуктах много витамина К

Чем опасен дефицит витамина К и как его восполнить

РБК
Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль

Когда самоповреждающее поведение может маскироваться под норму?

Forbes
Hybrid theory: как совмещение реального и цифрового меняет формат работы Hybrid theory: как совмещение реального и цифрового меняет формат работы

Разбираемся, почему традиционный формат работы больше не работает

Inc.
Вавилов и шефы Вавилов и шефы

Коллекция растений Вавилова — это гарантия продовольственной безопасности

Bones
C-25: как создавалась первая советская система ПРО C-25: как создавалась первая советская система ПРО

С-25 – одна из первых в мире систем объектовой противовоздушной обороны

Популярная механика
«Эй вы там, наверху»: что делать, если у соседей ремонт «Эй вы там, наверху»: что делать, если у соседей ремонт

Как быть, если ремонт соседей затянулся и не дает вам жить?

Psychologies
Птицы-дуплогнездники отпугнули захватчиков фальшивыми остатками трапезы хищника Птицы-дуплогнездники отпугнули захватчиков фальшивыми остатками трапезы хищника

Как птицы-дуплогнездники выигрывают конкуренцию за дупла

N+1
6 неявных признаков друга-нарцисса 6 неявных признаков друга-нарцисса

Многие нарциссы достаточно умны, чтобы хорошо маскироваться

Psychologies
Археологи уточнили хронологию палеолитического памятника Орниак–III Археологи уточнили хронологию палеолитического памятника Орниак–III

Французские археологи уточнили хронологию памятника Орниак–III

N+1
Z — значит Зендея: почему самая безукоризненная голливудская звезда заслуживает внимания Z — значит Зендея: почему самая безукоризненная голливудская звезда заслуживает внимания

Как Зендея запололнила медиа-пространство и почему стоит за ней следить

Esquire
90 м² 90 м²

Квартира в старом фонде, в которую добавили цвета и естественного света

AD
Как убрать синяки под глазами и почему они появляются Как убрать синяки под глазами и почему они появляются

Как появляются темные круги под глазами

РБК
Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии

Египтологи обнаружили, что древние грабители гробниц оторвали ему голову

N+1
Как жить рядом с больным шизофренией: 3 первых шага к спокойствию Как жить рядом с больным шизофренией: 3 первых шага к спокойствию

Как выстроить отношения с больным шизофренией близким человеком?

Psychologies
Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов

Мартышки мона разоряли фальшивые гнезда дроздов и интересовались настоящим

N+1
Открыть в приложении