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

Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами

Группа физиков-теоретиков предложила новую модель темной материи

N+1
Чтобы найти время на саморазвитие, начните следовать «правилу 20%». Оно популярно среди сотрудников Google Чтобы найти время на саморазвитие, начните следовать «правилу 20%». Оно популярно среди сотрудников Google

Что такое «правиле 20%» и как оно поможет найти время на учебу?

Inc.
GUMA GUMA

Исполнительница «Стеклянной» Настя Гуменюк рассказала о своем творческом пути

ЖАРА Magazine
Меню для свидания: что лучше заказывать и как правильно это есть Меню для свидания: что лучше заказывать и как правильно это есть

Как себя вести на романтической встрече и что лучше заказывать на свидании

Cosmopolitan
5 ошибок сооснователя сервиса «Учи.ру» Евгения Милютина 5 ошибок сооснователя сервиса «Учи.ру» Евгения Милютина

Сооснователь Учи.ру — об ошибках при запуске сервиса на американском рынке

Inc.
Что такое дефицит калорий и как его рассчитать, чтобы похудеть? Что такое дефицит калорий и как его рассчитать, чтобы похудеть?

Одного решения сбросить вес для похудения недостаточно

Cosmopolitan
Полный вперед Полный вперед

Дизайнеры снова размышляют о будущем, думают, сбылись ли прошлые модные прогнозы

Vogue
Из запуганного мальчишки — в легенду Голливуда. Уилл Смит — о том, почему важно уметь отказываться от выгодного на первый взгляд предложения Из запуганного мальчишки — в легенду Голливуда. Уилл Смит — о том, почему важно уметь отказываться от выгодного на первый взгляд предложения

Отрывок из автобиографии Уилла Смита «Will»

Inc.
Самое большое летающее животное на Земле могло прыгать больше чем на два метра в высоту Самое большое летающее животное на Земле могло прыгать больше чем на два метра в высоту

Как именно кетцалькоатлю удавалось летать?

Популярная механика
17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах 17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах

Если ты вдруг не знаешь, что посмотреть про холодную зиму

Maxim
Завезенных на Гран-Канарию королевских змей уличили в уничтожении местных ящериц Завезенных на Гран-Канарию королевских змей уличили в уничтожении местных ящериц

Чтобы не допустить вымирания ящериц, ученые призывают бороться со змеями

N+1
Как избавиться от мозолей и научиться правильно выбирать обувь Как избавиться от мозолей и научиться правильно выбирать обувь

Несколько советов, чтобы шагать было весело

Playboy
Детский транспорт от «взрослых» автомобильных марок Детский транспорт от «взрослых» автомобильных марок

Детский транспорт по цене настоящего автомобиля

Playboy
Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью? Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью?

Ева Браун была уверена, что станет женой Гитлера

Cosmopolitan
5 странных японских новогодних традиций 5 странных японских новогодних традиций

Что японцы делают на праздники — это просто уму непостижимо!

Maxim
Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии

Модель эволюции магматического океана и первичной атмосферы на молодом Меркурии

N+1
Станислав Дробышевский: «Через 10 млн лет человек будет выглядеть удручающе» Станислав Дробышевский: «Через 10 млн лет человек будет выглядеть удручающе»

Станислав Дробышевский — о том, как эволюция превратит гомо сапиенс в «ждуна»

РБК
9 вещей, которые радуют и раздражают владельцев Toyota 9 вещей, которые радуют и раздражают владельцев Toyota

Легендарная надежность, часы из 1980-х — самые характерные черты Toyota

РБК
Все слышали про белый шум. Но что такое розовый, коричневый и синий шум? Все слышали про белый шум. Но что такое розовый, коричневый и синий шум?

Сколько цветов шума существует в мире и как они действуют на людей?

Популярная механика
Археологи обнаружили в Норвегии артефакты с руническими надписями Археологи обнаружили в Норвегии артефакты с руническими надписями

Найденная руна, по всей видимости, представляет собой молитву

N+1
Лучшие мини-сериалы 2021 года, которые можно посмотреть за неделю Лучшие мини-сериалы 2021 года, которые можно посмотреть за неделю

Эти сериалы можно посмотреть даже за выходные, смотря как взяться за это дело

Cosmopolitan
Компульсивное переедание: как эмоции приводят к пищевому расстройству Компульсивное переедание: как эмоции приводят к пищевому расстройству

Почему возникает компульсивное переедание и как вовремя распознать расстройство?

РБК
Блондинка в шоколаде Блондинка в шоколаде

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

Grazia
Гидрогель укрепил бумагу для печати гибких биоразлагаемых аккумуляторов Гидрогель укрепил бумагу для печати гибких биоразлагаемых аккумуляторов

Укрепленная гидрогелем бумага помогла напечатать гибкие бумажные аккумуляторы

N+1
15-летний капитал 15-летний капитал

Какие достижения недавнего прошлого мы возьмем с собой в будущее

РБК
Автор подкаста Автор подкаста

Секс с близнецами — предельная фантазия или рецепт неудачи?

Playboy
А по-хорошему нельзя? А по-хорошему нельзя?

Иногда позитив – это опасно

Cosmopolitan
Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok

О том, как устроена экономика TikTok и почему брендам важны ролики обычных людей

VC.RU
Какое место человек занимает в пищевой цепи Какое место человек занимает в пищевой цепи

Правильно ли считать, что человек находится на вершине пищевой цепи?

Популярная механика
Вождь итальянского футуризма, эксцентрик и идеолог фашизма: занимательная жизнь Филиппо Томмазо Маринетти Вождь итальянского футуризма, эксцентрик и идеолог фашизма: занимательная жизнь Филиппо Томмазо Маринетти

Филиппо Томмазо Маринетти — поэт-скандалист, вождь итальянского футуризма

Esquire
Открыть в приложении