Naukowcy odkryli dokładny czas życia neutronu: na pomiar zużyto ponad dwa lata i 40 milionów cząstek elementarnych

Międzynarodowa grupa inżynierów kierowana przez naukowców z Indiana University (Bloomington), wydał oświadczenie, że byli w stanie wykonać najdokładniejszy na świecie pomiar czasu istnienia neutron. Tak więc, zgodnie z obliczeniami, „żywotność” neutronu wynosi tylko 877,75 sekundy (odchylenie - / + 0,28 sekundy).

Nowa praca naukowa i jej wyniki

Grupa fizyków pracujących nad projektem UCNtaustwierdzili, że są w stanie przeprowadzić najdokładniejszy (w chwili obecnej) pomiar "życia" neutronów. Według eksperymentów laboratoryjnych „życie” neutronu to 877,75-/+ 0,28 sekund, co jest w przybliżeniu równe 14 minut i 38 sekund.

Jak podkreślają naukowcy, ich pomiar jest dwukrotnie dokładniejszy niż poprzednie. W rzeczywistości tak dopracowany pomiar jest bardzo ważny dla zrozumienia procesów zachodzących w pierwszych minutach po Wielkim Wybuchu.

Jak mierzono „życie” neutronu

Neutron jest jednym z „cegiełek”, z których zbudowana jest cała materia. Należy do ciężkich cząstek iw rzeczywistości jest neutralnym analogiem protonu (który ma ładunek dodatni). W tym przypadku neutron może długo istnieć poza składem jądra. Ale po około 15 minutach rozpada się na proton, elektron i antyneutrino.

Do ostatniego eksperymentu naukowcy próbowali mierzyć czas rozpadu neutronu na dwa sposoby:

1. Metoda "Bundch" - pokazała wynik w 887,7 - / + 2,2 sekundy.

2. Metoda butelkowa - pokazała wynik w 878,5 - / + 0,8 sekundy.

Ta rozbieżność nie dawała naukowcom spokoju ducha. Wszakże inżynierowie potrzebują relatywnie dokładnej liczby aby zawrzeć ją w najbardziej skomplikowanych równaniach, za pomocą których starają się opisać sam Wszechświat.

Aby doprecyzować czas, naukowcy postanowili zastosować nową metodę pomiaru.

Tak więc w Narodowym Laboratorium Los Alamos przeprowadzono eksperyment UCNtau, co w rzeczywistości jest logicznym rozwinięciem metody „Butelek”, zwanej metodą „kąpielową”.

W poprzednich eksperymentach naukowcy umieszczali wolne neutrony w pojemniku w kształcie butelki (swoją drogą, stąd nazwa). Po tym oczekiwany jest określony czas, po czym rozpoczyna się liczenie elementów pozostałych w pojemniku.

W nowej pracy naukowcy umieścili neutrony (schłodzone niemal do zera absolutnego) w „wannie”, w której były zawieszone w przestrzeni dzięki działaniu tysięcy magnesów.

Po 30-90 minutach inżynierowie policzyli pozostałe neutrony iw ten sposób obliczyli średni czas ich „życia”.

Korzystając z tej metody, naukowcy obliczyli około 40 milionów neutronów i zajęło to dwa lata pracy.

Na podstawie wyników przeprowadzonych prac naukowcy ustalili, że istnienie neutronu jest równe 14 minut i 37,75 sekundy. W tym przypadku błąd pomiaru był tylko 0,039%.

Naukowcy podzielili się wynikami pracy wykonanej na łamach czasopisma Physical Review Letters.

Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!