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

Тесла Тесла

Человек из будущего

kiozk originals
Сибирские первопроходцы пострадали от кишечных паразитов Сибирские первопроходцы пострадали от кишечных паразитов

Ученые изучили образцы XVII–XVIII веков из Стадухинского острога

N+1
Не могу пить как раньше: почему похмелье с возрастом становится тяжелее Не могу пить как раньше: почему похмелье с возрастом становится тяжелее

С годами алкогольные излишества даются тебе и твоему организму всё сложнее?

Cosmopolitan
Без словаря Без словаря

Французская актриса Забу Брейтман читает русскую душу на языке оригинала

Seasons of life
Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет

Важно с детства погружать детей во взаимодействие с роботами

Популярная механика
Курсом на восход Курсом на восход

Яхтенный туризм набирает все большую популярность в России

Отдых в России
Fast Company: шесть советов, как найти работу в новой отрасли без опыта Fast Company: шесть советов, как найти работу в новой отрасли без опыта

Советы, которые помогут найти работу, когда нет соответствующего опыта

Inc.
Юрий Никулин: Вызвать смех — гордость для меня Юрий Никулин: Вызвать смех — гордость для меня

Юрий Никулин — наш любимый клоун и один из величайших комиков мира

Лиза
Здесь был ЗИЛ. Репортаж о легендарном заводе, которого не стало Здесь был ЗИЛ. Репортаж о легендарном заводе, которого не стало

Выясняем, что стало с МСЦ № 6 ЗИЛа после сноса его исторического здания

РБК
Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения

Голова болит, трещит, раскалывается...Тебе это знакомо?

Playboy
Зуб на зуб: 7 звезд, которые превратили неидеальную улыбку в свою фишку Зуб на зуб: 7 звезд, которые превратили неидеальную улыбку в свою фишку

Звезды, которые не подчинились моде на голливудскую улыбку

Cosmopolitan
Сильная слабая девочка Сильная слабая девочка

В 21 год Яна Гладких стала самой юной артисткой труппы МХТ имени Чехова

OK!
Придется пересмотреть дважды: 10 фото, от которых взрывается мозг Придется пересмотреть дважды: 10 фото, от которых взрывается мозг

Поймать такой момент специально не получится!

Cosmopolitan
Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок

Физики смогут сделать из гелия-3 стандарт магнитометрии

N+1
Как кумир миллионов Моргенштерн стал врагом для страны Как кумир миллионов Моргенштерн стал врагом для страны

Как честность Моргенштерна сыграла с ним злую шутку

Cosmopolitan
Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании

Надежная классика, доступная на Netflix

Esquire
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
«Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы» «Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы»

Интервью руководителя ВТБ Private Banking Дмитрия Брейтенбихера

Forbes
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
5 гормонов, от которых мы полнеем 5 гормонов, от которых мы полнеем

Как гормоны влияют на вес?

Лиза
Гармония в несовершенстве Гармония в несовершенстве

Неидеальные отношения – залог счастливого брака

Лиза
Любимые автобусы страны Советов Любимые автобусы страны Советов

Самые родные автобусы времен СССР

Maxim
Почему нельзя надевать чужие кольца и еще 5 нелепых суеверий, которые сбываются Почему нельзя надевать чужие кольца и еще 5 нелепых суеверий, которые сбываются

Откуда пошли самые популярные суеверия и почему они сбываются?

Cosmopolitan
5 лучших приложений для знакомств с девушками: личный опыт блогера, которого забанили в Tinder 5 лучших приложений для знакомств с девушками: личный опыт блогера, которого забанили в Tinder

Лучшие приложения для знакомств и их специфика

Playboy
Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР

Раздельное обучение в СССР

Cosmopolitan
Может ли человек создать злонамеренный искусственный интеллект? Может ли человек создать злонамеренный искусственный интеллект?

Что если кто-то решит создать искусственный интеллект для разрушения?

Популярная механика
Гном и красавица: на ком женился самый маленький мужчина СССР Гном и красавица: на ком женился самый маленький мужчина СССР

По каким причинам Костя Морозов родился крохотным, никто не знал

Cosmopolitan
Нужно ли возвращать подарки после расставания? Нужно ли возвращать подарки после расставания?

Как следует обращаться с подарками и финансами в отношениях?

Psychologies
Зверь с тонкой кожей Зверь с тонкой кожей

За свою карьеру Жан-Поль Бельмондо снялся в более чем 90 фильмах

Playboy
Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб

Отрывок из книги «Прицельное мышление» о главном навыке разведчика

Forbes
Открыть в приложении