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
65 м² 65 м²

Дизайн квартиры от BHD Studio начался с большой яркой картины

AD
Kuzzz-basss. Yeah, baby Kuzzz-basss. Yeah, baby

Путешествие может быть лучше, чем секс, только если оно и есть секс

Playboy
Почему Фрида Кало рисовала только себя? Почему Фрида Кало рисовала только себя?

Мексиканская художница Фриада Кало была одной из самых ярких женщин ХХ века

Cosmopolitan
Развод по-французски Развод по-французски

Марта Ришар осталась в истории как человек, закрывший все публичные дома

Playboy
Археологи нашли на Урале погребение шаманки со связанными ногами Археологи нашли на Урале погребение шаманки со связанными ногами

Памятник относится ко второй половине IV века до нашей эры

N+1
Водолей – холодный, Рыбы – тихие. Самый темпераментный знак зодиака – кто это? Водолей – холодный, Рыбы – тихие. Самый темпераментный знак зодиака – кто это?

Какие знаки зодиака отличаются страстным, ярким темпераментом

Cosmopolitan
Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века

Жалованье и зарплата. Перемены в жизни слов

РБК
Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков Зрелище за 3 млн рублей: как устроен сезонный бизнес организаторов фейерверков

Как готовятся к запуску фейерверка и что может пойти не так?

VC.RU
Что такое либидо и как его повысить Что такое либидо и как его повысить

Вокруг понятия либидо почти всегда возникают споры

РБК
Жизнь в стиле эко Жизнь в стиле эко

5 шагов, которые помогут прийти к более осознанному потреблению

Playboy
На страже галактики На страже галактики

Как фильмы о будущем в космосе и киберпространстве вдохновляют дизайнеров

Vogue
Алек Болдуин расплакался, рассказывая о смертельном выстреле на съемках Алек Болдуин расплакался, рассказывая о смертельном выстреле на съемках

Алек Болдуин дал первое большое интервью после трагедии на съемочной площадке

Cosmopolitan
«Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию «Я боюсь эскалаторов»: как преодолеть фобию

История Саши, у которой эскалаторы вызывают панический страх

Psychologies
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Чад Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Чад

Пройдя границу на стыке Камеруна и ЦАР, мы наконец-то попали в Чад

4x4 Club
Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения

Эти животные каким-то чудом дотянули до наших дней!

Maxim
Палеогенетики секвенировали древнюю ДНК из пропитанных смолой отложений Палеогенетики секвенировали древнюю ДНК из пропитанных смолой отложений

В плейстоценовых отложениях хорошо сохраняется древняя ДНК

N+1
AMD или Intel: чьи процессоры лучше AMD или Intel: чьи процессоры лучше

Разбираем самые сильные и слабые стороны процессоров Intel и AMD

CHIP
Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим

Миндаль — суперпродукт для мужского здоровья

Playboy
Детеныши «единорогов» Детеныши «единорогов»

Forbes составил первый рейтинг самых многообещающих стартапов

Forbes
10 увлекательных документальных фильмов 10 увлекательных документальных фильмов

Подборка нескучного и познавательного кино

СНОБ
Что будет с телом, если каждый день в течение месяца делать планку Что будет с телом, если каждый день в течение месяца делать планку

Каких изменений можно ждать, если делать планку в течение 30 дней

Cosmopolitan
Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее

Биоинженеры значительно улучшили ОКТ

ТехИнсайдер
Сумасшедший Назимов Сумасшедший Назимов

Три произведения, которым удалось вернуть правильные имена лишь спустя много лет

Дилетант
Снять порчу с глаз Снять порчу с глаз

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

Men’s Health
«Я зачем-то спрятал все кроссовки в доме» «Я зачем-то спрятал все кроссовки в доме»

Реальные истории людей-лунатиков

Лиза
Бритни Спирс Бритни Спирс

Правила жизни Бритни Спирс

Esquire
Вызываем грузчиков: 8 признаков, что вам пора съехаться Вызываем грузчиков: 8 признаков, что вам пора съехаться

Когда же наступает время съезжаться?

Cosmopolitan
3 эффективных способа отказаться от вредных привычек 3 эффективных способа отказаться от вредных привычек

Какие факторы влияют на формирование полезных привычек?

Inc.
Что такое марафон и как его пробежать: советы спортсмена Что такое марафон и как его пробежать: советы спортсмена

Что делать, если вы захотели пробежать марафон

РБК
Открыть в приложении