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

Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен Развод без девичьей фамилии: как Петр I избавлялся от своих жен

О крутом нраве Петра I ходили легенды, и все жены государя познали его гнев

Cosmopolitan
5 необычных способов завести деловые знакомства 5 необычных способов завести деловые знакомства

Где и как искать деловые знакомства?

Inc.
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
Suzuki Vitara. Выбор поколений Suzuki Vitara. Выбор поколений

Баланс между традициями и инновациями

4x4 Club
Российские физики собрали кукварты из ионов Российские физики собрали кукварты из ионов

Ученые научились более эффективно использовать ионы квантового вычислителя

N+1
Звезды, которые нуждаются в блефаропластике: мнение пластического хирурга Звезды, которые нуждаются в блефаропластике: мнение пластического хирурга

Кому из голливудских звезд не помешало хирургическое вмешательство

Cosmopolitan
Три гастросета Владимира Мухина, которые точно стоит попробовать Три гастросета Владимира Мухина, которые точно стоит попробовать

В данный момент чередуются три дегустационных сета

GQ
К свободе через мерч К свободе через мерч

GEN Store продвигает идеи независимости от больших брендов

GQ
Тебе это не кажется: как понять, что он тебя разлюбил Тебе это не кажется: как понять, что он тебя разлюбил

Разбираемся, как понять, что мужчина разлюбил женщину

VOICE
Адмирал без танцев Адмирал без танцев

Как «отец народов» переписал биографию Нахимова

Дилетант
«Если есть возможность, нужно пользоваться»: как женщины покоряют архитектурный рынок «Если есть возможность, нужно пользоваться»: как женщины покоряют архитектурный рынок

Женщины составляют меньшинство среди архитекторов, но их положение меняется

Forbes
Ихтиозавры достигли размеров современных китов всего за два с половиной миллиона лет Ихтиозавры достигли размеров современных китов всего за два с половиной миллиона лет

Сколько лет потребовалось ихтиозаврам, чтобы превратить в гигантов?

N+1
Векторный свет превратил атомный газ в компас Векторный свет превратил атомный газ в компас

Физики провели магнитометрию с помощью закрученного света

N+1
Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только

Кара Делевинь — девушка, на которую мечтают быть похожими миллионы девушек

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

Биоинженеры значительно улучшили ОКТ

ТехИнсайдер
15 эффективных упражнений на пресс: описание, видео, советы 15 эффективных упражнений на пресс: описание, видео, советы

Крепкий пресс — это подтянутый живот и здоровая спина

РБК
Топ-10 самых успешных (и богатых) российских спортсменов 2021 года Топ-10 самых успешных (и богатых) российских спортсменов 2021 года

Кто в 2021-м был самым успешным спорсменом и обогатился больше остальных

Maxim
По одной дорожке По одной дорожке

Софья Гершевич и Анастасия Уколова – о том, как собирались на красную дорожку

Grazia
Что нужно сделать в новогоднюю ночь, чтобы привлечь здоровье, деньги и любовь? Что нужно сделать в новогоднюю ночь, чтобы привлечь здоровье, деньги и любовь?

Парочка простых ритуалов, которые помогут осуществить задуманное на Новый год

Cosmopolitan
Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики

Иконы офф-роуда уходить никуда не собираются

4x4 Club
Ксения Раппопорт Ксения Раппопорт

Ксения Раппопорт — о режиссерах, театре и соцсетях

Собака.ru
7 причин, почему трескаются губы – и как их быстро залечить 7 причин, почему трескаются губы – и как их быстро залечить

Потрескавшиеся губы – самая, кажется, распространенная «зимняя» проблема

Cosmopolitan
Подарок из Мессины Подарок из Мессины

В эрмитажной коллекции хранится много документальных экспонатов прошлых веков

Дилетант
ТОП-10 лучших книг за 2021 год в жанре фантастика ТОП-10 лучших книг за 2021 год в жанре фантастика

Лучшие книги и произведениях в жанре фэнтези и фантастики

Популярная механика
Какао-масло помогло напечатать растительное мясо на 3D-принтере Какао-масло помогло напечатать растительное мясо на 3D-принтере

Ученые напечатали аналог мяса из смеси на основе соевого белка и глютена

N+1
Писатель Алексей Иванов — о литературе, внутреннем туризме и новых структурах общества Писатель Алексей Иванов — о литературе, внутреннем туризме и новых структурах общества

Писатель Алексей Иванов о влиянии литературы на туристический бизнес

СНОБ
Почему хрустят суставы и надо ли их лечить: мнение эксперта Почему хрустят суставы и надо ли их лечить: мнение эксперта

Откуда появляются щелчки, хлопки и скрежет в суставах?

РБК
Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни

Система автономного вождения способна на многое

Playboy
Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит» Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит»

Янина Студилина о съемках в сериале «Сестры» и секретах красоты

Cosmopolitan
Дивный новый мир: как устроены NFT-площадки по продаже диджитал-искусства Дивный новый мир: как устроены NFT-площадки по продаже диджитал-искусства

Как продвигать цифровое искусство в эпоху высокой конкуренции?

СНОБ
Открыть в приложении