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
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Как заставить себя заниматься спортом дома Как заставить себя заниматься спортом дома

Как не растерять активность и заниматься спортом дома?

Лиза
Факты о норвежской лесной кошке Факты о норвежской лесной кошке

Пушистые, социальные, похожие на рысь — что мы знаем о норвежских лесных кошках?

Популярная механика
Даже если во всей технике будут одинаковые зарядки, бардак останется: почему «единый стандарт» USB-С не совсем единый Даже если во всей технике будут одинаковые зарядки, бардак останется: почему «единый стандарт» USB-С не совсем единый

Но даже у одинаковых внешне проводов могут быть разные характеристики

VC.RU
Эффективные упражнения на общую и силовую выносливость: видео Эффективные упражнения на общую и силовую выносливость: видео

С помощью каких несложных упражнений можно улучшить физическую форму

РБК
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
Экологически чистое зазеркальное молоко Экологически чистое зазеркальное молоко

Макмиллан предложил название новому виду катализа — органокатализ

Наука и жизнь
На чем реально ездят звезды Голливуда? На чем реально ездят звезды Голливуда?

Люди, имеющие миллионы долларов, иногда покупают неожиданные автомобили

Maxim
Как помочь себе при утренней тревоге Как помочь себе при утренней тревоге

Неудивительно, что по утрам многие из нас испытывают приступы тревоги

Psychologies
Клуб веселых и низвергнутых: как КВН стал социальным лифтом и почему перестал им быть Клуб веселых и низвергнутых: как КВН стал социальным лифтом и почему перестал им быть

"КВН уже не тот". Разбираемся, так ли это на самом деле и почему

Esquire
Пионер телевидения. Биография Владимира Зворыкина Пионер телевидения. Биография Владимира Зворыкина

Владимир Зворыкин внес неоценимый вклад в развитие телевизионных технологий

Цифровой океан
«Люди так бесчеловечны, так людоедны, они такие животные» «Люди так бесчеловечны, так людоедны, они такие животные»

Игорь Северянин о том, как тяжело жить человеку с тонкой душевной организацией

Weekend
Бодишейминг: что это и как ему противостоять Бодишейминг: что это и как ему противостоять

В чем причины бодишейминга, чем он опасен и как ему противостоять

РБК
Как набить себе цену Как набить себе цену

Всё, что нужно знать о чернильных узорах под кожей

Men’s Health
«Разведенка с прицепом»: не приговор, а манипуляция общественным сознанием «Разведенка с прицепом»: не приговор, а манипуляция общественным сознанием

«Разведенка с прицепом» — это приговор счастливой семейной жизни?

Psychologies
Военные машины прошлого: тенсионные и торсионные орудия античности Военные машины прошлого: тенсионные и торсионные орудия античности

Когда появились и как выглядели первые машины войны античности?

Популярная механика
Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана

Руди Куарнаван и лаборатория по подделке вина

Maxim
Как Билли Айлиш в 20 лет пережила эйджизм и бодишейминг Как Билли Айлиш в 20 лет пережила эйджизм и бодишейминг

Почему стиль Билли Айлиш всегда был лакмусовой бумажкой для общественности

РБК
Самые популярные янгтаймеры в России Самые популярные янгтаймеры в России

Подборка самых популярны янгтаймеров — автомобилей 70–90-х годов прошлого века

Популярная механика
Блондинка в шоколаде Блондинка в шоколаде

Принцесса гламура 2000-х Пэрис Хилтон вновь оказалась в центре внимания!

Grazia
Гармония в несовершенстве Гармония в несовершенстве

Неидеальные отношения – залог счастливого брака

Лиза
Откровенно говоря Откровенно говоря

Рози Хантингтон-Уайтли развеяла миф о том, что нижнее белье стоит скрывать

Grazia
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
С Новым годом! С Новым годом!

Предлагаем до нового года успеть сделать 5 добрых дел и загадать желания!

ПУСК
2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance 2400 лошадей под капотом: анонсирован проект шестиколесного, невероятно мощного электрокара от Hennessey Performance

Джон Хеннесси задумал создать настоящего монстра из семейства электромобилей

Популярная механика
Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил

Впервые в реакции термоядерного синтеза был достигнут рекордный выход энергии

Популярная механика
«Мы думаем инновациями»: как «Иннотех» планирует стать лидером в финтех-разработке «Мы думаем инновациями»: как «Иннотех» планирует стать лидером в финтех-разработке

Как «Иннотех» пришли к бионической модели компании

Forbes
50 м² 50 м²

Сочинская квартира для сдачи в аренду по дизайну Анастасии Комаровой

AD
Идеальная формула: как различные компоненты меняют свойства жевательной резинки Идеальная формула: как различные компоненты меняют свойства жевательной резинки

Рассказываем, на какие компоненты обращать внимание при покупке жвачки

Популярная механика
Открыть в приложении