Физици направиха най-точното измерване на продължителността на живота на неутрон
Вече знаем (с акуратност до една десета от процента) колко дълго може да оцелее един неутрон отвън атомното ядро, преди да се разпадне в протон.
Това е най-прецизното премерване, правено досега, на продължителността на живота на тези фундаментални частици. Нещо повече – подобрението в тази ситуация е двукратно по отношение на предходните измервания. Това достижение може евентуално да промени разбиранията ни за метода, по който първата материя във Вселената е била основана от супата от протони и неутрони – минути след Големия гърмеж.
„ Процесът, при който един неутрон се „ разпада “ в протон – и се отделят лек електрон и неутрино, което не има съвсем никаква маса – е един от най-забележителните процеси, известни на физиците “, споделя нуклеарният физик Даниел Салват от Университета на Индиана в Блумингтън. – Важно е да измерим тази стойност извънредно точно, защото в случай че знаем повече за продължителността на живота на неутрона, ще можем да научим повече и за метода, по който Вселената се е развила и даже ще разреши на физиците да открият проблеми в моделите ни на субатомната Вселена, за която знаем, че съществува, само че която към момента никой не е съумял да открие. “
Изследването е извършено в Националния теоретичен център в Лос Аламос. Именно тук е основан специфичния опит, чрез който учените мерят продължителността на живота на неутроните. Нарича се план UCNtau и включва ултра студени неутрони (UCNs), съхранявани в магнитогравитационен капан.
Неутроните се охлаждат съвсем до безспорна нула и се слагат в клопката (камера с формата на купа, облицована с хиляди непрекъснати магнити, които карат неутроните да левитират). И всичко това се намира във вакуумна обвивка.
Магнитното поле предотвратява деполяризацията на неутроните и (в композиция с гравитацията) пречи на неутроните да избягат. Този дизайн разрешава на неутроните да се съхраняват до 11 дни.
Изследователите съхраняват неутроните си в клопката на UCNtau за 30 до 90 минути, след което преброяват останалите частици след избраното време. В хода на многократни опити, извършени сред 2017 и 2019 година, те преброяват над 40 милиона неутрона и получават задоволително статистически данни, с цел да дефинират продължителността на живота на частиците. При това с най-голямата точност досега.
Оказва се, че дълготрайност на живота е към 877,75 ± 0,28 секунди (14 минути и 38 секунди), съгласно разбора на откривателите. Това ново премерване може да спомогне за слагането на значими физически ограничавания върху Вселената, в това число образуването на материя и тъмна материя.
Изследването е признато за издание в Physical Review Letters и може да бъде прочетено в arXiv.
Източник: Science Alert
