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
Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию» Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию»

Елена Крыгина — о том, почему она производит косметику в России

Forbes
Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники

А что ты скажешь, если ты не поправишься, а похудеешь?

Cosmopolitan
Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом Обрести семью после 30 лет в интернатах: Настина история с хэппи-эндом

История Насти Головенкиной из Пермского края тянет на подвиг

Psychologies
Ритуал викингов «Кровавый орёл» был анатомически возможен Ритуал викингов «Кровавый орёл» был анатомически возможен

«Кровавый орёл» — выдумка или реально существовавший ритуал?

Популярная механика
Между нами пояса Между нами пояса

Такие разные регионы, но объединяет их одно – в праздники здесь скучно не будет

Лиза
«Гормон объятий» окситоцин: как он влияет на наш организм «Гормон объятий» окситоцин: как он влияет на наш организм

Какие функции окситоцин выполняет в нашем организме?

Популярная механика
Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры» Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры»

Глубокие морщины на шее выдают реальный возраст знаменитостей

Cosmopolitan
Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении

Что произошло бы, если бы Луна обладала ретроградным движением?

Популярная механика
Три в одном: 10 рецептов простых, вкусных и красивых коктейлей на Новый год Три в одном: 10 рецептов простых, вкусных и красивых коктейлей на Новый год

10 рецептов коктейлей, которые можно приготовить дома

Forbes
В поисках прекрасного В поисках прекрасного

Сколько исторических украшений хранится в архиве ювелирного дома Bvlgari?

Grazia
Как не мерзнуть в мороз? Как не мерзнуть в мороз?

Одежда с электроподогревом. Что это такое?

Maxim
60 м² 60 м²

Интерьер с ретроатмосферой, созданный Марией Пилипенко

AD
Китовая бухта Китовая бухта

Где водятся русские тропические киты? Как сохранить этих исчезающих великанов?

Отдых в России
Взяли Казань Взяли Казань

Как богатейшие люди Татарстана согласились на партнерство

Forbes
Blini и другие Blini и другие

Северная кухня, как и любая другая, не знает границ

Bones
Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе

Как красиво упаковать подарки без одноразовой оберточной бумаги и ленточек

Популярная механика
Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора

Сейчас Сергей Шумей развивает четыре инвестиционных направления

Esquire
Яркая классика Яркая классика

Здесь органично сочетаются современный комфорт и красивая стилизация под старину

SALON-Interior
На своих двоих На своих двоих

Сколько времени без вреда для ног можно проводить в разной обуви

Лиза
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
Тревожная забота: почему гиперопека — это проблема родителя Тревожная забота: почему гиперопека — это проблема родителя

В чем причина гиперопеки у взрослых и как она влияет на детей?

Psychologies
Клим Шипенко — о космосе, вызовах и «Вызове» Клим Шипенко — о космосе, вызовах и «Вызове»

Каково это — быть первым, работать за пятерых и наблюдать Землю из иллюминатора

РБК
Минус 70 кг: американка похудела вдвое, но не отказалась от бургеров Минус 70 кг: американка похудела вдвое, но не отказалась от бургеров

История Эмбер Клеменс: скинуть вес можно и без отказа от бургеров и мороженого

Cosmopolitan
Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона

Каким оказался долгожданный релиз Оксимирона?

Forbes
Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить

Просто поразительно, какие проблемы стоят перед современными мужчинами

Maxim
«Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой «Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой

Меня зовут Александра Вяткина и у меня с рождения отсутствует одна рука

Cosmopolitan
Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи Меланин: что это и как влияет на пигментацию кожи

Меланин — пигмент, который содержится в волосах, коже и радужной оболочке глаз

РБК
Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания

Почему человеческое внимание теперь ценится больше человеческой жизни

Esquire
Портрет новой российской науки: Иван Клочков — физик, который делает алмазы из газа Портрет новой российской науки: Иван Клочков — физик, который делает алмазы из газа

Физик Иван Клочков: наука — это возможность по-новому взглянуть проблему

Esquire
Открыть в приложении