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

Векторный свет превратил атомный газ в компас Векторный свет превратил атомный газ в компас

Физики провели магнитометрию с помощью закрученного света

N+1
«Мы разрушители стереотипов!» «Мы разрушители стереотипов!»

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

OK!
Как завести первое в жизни растение и правильно за ним ухаживать Как завести первое в жизни растение и правильно за ним ухаживать

Отрывок из книги «Ботанический заговор» Виктории Базоевой

СНОБ
Недетские страсти: как сложились судьбы знаменитых вундеркиндов Недетские страсти: как сложились судьбы знаменитых вундеркиндов

Вундеркинды, которым не помогли их одаренность и таланты

VOICE
Как вы справляетесь с аэрофобией? Как вы справляетесь с аэрофобией?

Лев Рубинштейн об аэрофобии и способах ее преодоления

GQ
Операция «Антропоид» Операция «Антропоид»

Даже среди марок нацистской Германии этот экземпляр отличается своей мрачностью

Дилетант
Что на самом деле показывает Netflix Что на самом деле показывает Netflix

Что лежит в библиотеке собственных сериалов и передач Netflix

Esquire
Мотор кухни Мотор кухни

Кто стоит за успешным шефом?

Bones
Дорога в историю Дорога в историю

Туристический маршрут по подлинной истории: Талицы – Мураново – Радонеж

Отдых в России
«Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию «Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию

История Саши, у которой эскалаторы вызывают панический страх

Psychologies
Лена Ванина Лена Ванина

Лена Ванина — сценаристка важных сериалов нового времени

Собака.ru
AMD или Intel: чьи процессоры лучше AMD или Intel: чьи процессоры лучше

Разбираем самые сильные и слабые стороны процессоров Intel и AMD

CHIP
Юлия Хлынина: «Театр и кино — два мира, близких мне в равной степени» Юлия Хлынина: «Театр и кино — два мира, близких мне в равной степени»

Юлия Хлынина рассказала про новый проект «КрисТина», мужа и новогодних итогах

Cosmopolitan
Идет игра Идет игра

Если виртуальная реальность это будущее, для игроков в онлайн-игры оно наступило

Vogue
Чудеса Кроноцкого заповедника Чудеса Кроноцкого заповедника

Тундра – это не скучно

Отдых в России
Стать моложе без пластики: как редактор Cosmo избавилась от морщин за 2 месяца Стать моложе без пластики: как редактор Cosmo избавилась от морщин за 2 месяца

Наша сотрудница опробовала инновационный способ экспресс-омоложения

Cosmopolitan
Чаты, боты, персональные данные: как Райффайзенбанк общается с клиентами Чаты, боты, персональные данные: как Райффайзенбанк общается с клиентами

Райффайзенбанк: какую информацию собирают боты, как они общаются с клиентами?

Forbes
Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России Манифест российского виноделия: лидеры рейтинга лучших вин России

Forbes составил рейтинг российских вин. Топ-10 рейтинга — в нашей статье

Forbes
10 самых разбогатевших миллиардеров мира — 2021. Рейтинг Forbes 10 самых разбогатевших миллиардеров мира — 2021. Рейтинг Forbes

10 самых разбогатевших миллиардеров в долларовом эквиваленте

Forbes
Отцы и дети: почему сословный принцип в кадровой политике вредит экономике Отцы и дети: почему сословный принцип в кадровой политике вредит экономике

Почему продвижение «своих» по семейной линии всегда приводит к упущенной выгоде

Forbes
Забытые советские марки: КАГ Забытые советские марки: КАГ

Вспоминаем забытые советские марки автомобилей

Популярная механика
Возможно, астма уменьшает риск развития опухолей в мозгу. Вот откуда такие предположения Возможно, астма уменьшает риск развития опухолей в мозгу. Вот откуда такие предположения

Неврологи выяснили, почему у людей с астмой меньше вероятность опухоли в мозгу

Популярная механика
Умные склады: как малоизвестный миллиардер меняет супермаркеты с помощью роботов Умные склады: как малоизвестный миллиардер меняет супермаркеты с помощью роботов

Рик Коэн готов стать центром внимания благодаря промышленным складским роботам

Forbes
Как изгнанный из армии Сергей Петров стал миллиардером и под давлением продал «Рольф» Как изгнанный из армии Сергей Петров стал миллиардером и под давлением продал «Рольф»

Как создатель «Рольфа» заработал состояние, а потом был вынужден продать бизнес

Forbes
Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж

Главный музей России с большим достоинством прошел многочисленные трудности

СНОБ
Праздник вкуса Праздник вкуса

Покупаем авокадо, индейку, икру и мандарины

Добрые советы
Как избавиться от прыщей: средства и уход за кожей при акне Как избавиться от прыщей: средства и уход за кожей при акне

Причины возникновения акне и варианты решения проблемы

РБК
Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста

Как увеличить размер члена и действительно ли тебе это нужно?

Playboy
Ринопластика и «уколы красоты»: эксперт составил список бьюти-манипуляций Зендаи Ринопластика и «уколы красоты»: эксперт составил список бьюти-манипуляций Зендаи

Какие корректировки внесла в свою внешность Зендая

Cosmopolitan
Времени хватит Времени хватит

Лучшие бьюти-процедуры «на выход»

Добрые советы
Открыть в приложении