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
Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале Нейросети, роботы, дополненная реальность: гид по международной биеннале

Масштабный проект, объединяющий ученых и художников, работающих с медиа

Esquire
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
Hic sunt dracones Hic sunt dracones

Птерозавр размером с истребитель — как выглядел и летал кетцалькоатль

N+1
Вернуть Плутон и добавить в список луны: астрономы требуют отказаться от современного определения термина Вернуть Плутон и добавить в список луны: астрономы требуют отказаться от современного определения термина

Астрономы требуют вернуть определение «планеты», данное Галилеем

Популярная механика
Suzuki Vitara. Выбор поколений Suzuki Vitara. Выбор поколений

Баланс между традициями и инновациями

4x4 Club
Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом

Зверобой успокаивает и обезболивает, но принимать его можно не всем

РБК
Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих Эмили все еще в Париже: второй сезон сериала про моду, Францию и любовь на троих

Каким получился второй сезон сериала «Эмили в Париже»

Cosmopolitan
«Telegram нужен как независимый проект»: как Дуров пытался найти деньги на мессенджер и запустил рекламу «Telegram нужен как независимый проект»: как Дуров пытался найти деньги на мессенджер и запустил рекламу

О расходах, монетизации и причинах появления «раздражающей» рекламы в Telegram

VC.RU
Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться

Почему бороться с домашним насилием в России никто не спешит?

СНОБ
Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи

Высота этого пола иногда на порядок отличается от используемого ранее

N+1
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
Женские потребности и хрупкое мужское эго. Приведет ли равноправие к исчезновению секса Женские потребности и хрупкое мужское эго. Приведет ли равноправие к исчезновению секса

Приведет ли равенство полов к исчезновению секса

СНОБ
Имплантат со стволовыми клетками не помог диабетикам отказаться от инсулина Имплантат со стволовыми клетками не помог диабетикам отказаться от инсулина

Имплант клеток поджелудочной железы не избавляет диабетиков от нехватки инсулина

N+1
5 лучших книг для девочек, женщин и тех, кто о них заботится 5 лучших книг для девочек, женщин и тех, кто о них заботится

Книги: с какими трудностями сталкиваются современные девушки, как их поддержать?

Популярная механика
Святой Неаполь: каким получился фильм «Рука Бога» Святой Неаполь: каким получился фильм «Рука Бога»

О чем, о ком и зачем снял свой новый фильм «Рука Бога» Паоло Соррентино

РБК
Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают

Исчезновение гелия сильно ударит по современной жизни

Популярная механика
Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW Так плохо, что даже хорошо: пять самых критикуемых моделей BMW

Дизайн современных BMW давно стал предметом ожесточенных споров

Playboy
Что такое либидо и как его повысить Что такое либидо и как его повысить

Вокруг понятия либидо почти всегда возникают споры

РБК
Зеленая энергетика или «энергетический разворот» к солнцу? Зеленая энергетика или «энергетический разворот» к солнцу?

Солнечный свет как возобновляемый источник энергии

Популярная механика
Обсерватория Пик-дю-Миди зафиксировала свободный тропосферный перенос микропластика Обсерватория Пик-дю-Миди зафиксировала свободный тропосферный перенос микропластика

В обсерватории на высоте 2877 метров был обнаружен микропластик

N+1
10 мистических фактов о Карлосе Кастанеде 10 мистических фактов о Карлосе Кастанеде

Карлос Кастанеда, следуя «Пути воина», скрывал данные о себе

Maxim
Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны

Мало кто знает, но Одри Хепбёрн родилась в семье… нацистов. Да-да, именно так!

Cosmopolitan
Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка

Сегодня мы расскажем об устройстве паровой машины

Популярная механика
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
Отец российской бальнеологии Отец российской бальнеологии

Как врач Смирнов наладил на Кавказских Минеральных Водах систематическую науку

Наука
Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте

«Футбольные мамы» — всероссийский конкурс, который превратился в сообщество

Forbes
Канадские мамонты пережили ледниковый период Канадские мамонты пережили ледниковый период

Палеогенетики обнаружили ДНК животных в образцах моложе 10000 лет

N+1
5 необычных способов завести деловые знакомства 5 необычных способов завести деловые знакомства

Где и как искать деловые знакомства?

Inc.
«Мы созданы друг для друга»: как нас используют интернет-мошенники «Мы созданы друг для друга»: как нас используют интернет-мошенники

Читательница рассказала о том, как она и ее подруга попали в виртуальную ловушку

Psychologies
Открыть в приложении