Международная группа инженеров, возглавляемая учеными из Индианского университета (Блумингтон), выступила с заявлением, что им удалось выполнить самое точное в мире измерение времени существования нейтрона. Так, согласно проведенным расчетам, «жизнь» нейтрона составляет всего 877,75 секунды (отклонение в -/+ 0,28 секунды).
Новая научная работа и ее итоги
Группа физиков, работающая в рамках проекта UCNtau, заявила, что им удалось выполнить максимально точное измерение (на текущий момент) продолжительности «жизни» нейтрона. Согласно проведенным лабораторным экспериментам, «жизнь» нейтрона равна 877,75-/+ 0,28 секунд, что примерно равно 14 минутам и 38 секундам.
Как особо подчеркивают ученые, их измерение вдвое более точное, чем предыдущие. На самом деле такое уточненное измерение очень важно для осознания процессов, протекающих в первые минуты после осуществления Большого взрыва.
Как измерили «жизнь» нейтрона
Нейтрон — один из «кирпичиков», из которых построена вся материя. Он относится к тяжелым частицам и по факту является нейтральным аналогом протона (имеющего положительный заряд). При этом нейтрон способен долгое время существовать вне состава ядра. Но спустя приблизительно 15 минут он распадается на протон, электрон и антинейтрино.
До последнего опыта ученые пытались измерить время распада нейтрона двумя способами:
1. Метод «Пучка» - показывал результат в 887,7 -/+2,2 секунды.
2. Метод «Бутылки» - показывал результат в 878,5 -/+0,8 секунды.
Вот это расхождение и не давало ученым покоя. Ведь инженерам нужно относительно точное число для того, чтобы его включить в сложнейшие уравнения, с помощью оных пытаются описывать саму Вселенную.
Для того чтобы уточнить время, ученые приняли решение использовать новый метод измерения.
Так в Национальной лаборатории Лос-Аламоса был проведен эксперимент UCNtau, который по факту является логичным развитием метода «Бутылки», получивший название метод «ванны».
В предыдущих экспериментах ученые помещали свободные нейтроны в емкость, по форме напоминающую бутылку (кстати, отсюда и название). После чего выжидается определенно время, а после начинается подсчет оставшихся в емкости элементов.
В новой же работе ученые поместили нейтроны (охлажденные практически до абсолютного нуля) в «ванну», в оной они были подвешены в пространстве за счет действия тысячи магнитов.
Спустя 30-90 минут инженеры произвели подсчет оставшихся нейтронов и таким образом подсчитали среднее время их «жизни».
Применяя такой метод, ученые выполнили подсчет примерно 40 миллионов нейтронов, и на это ушло два года работы.
По результатам проделанной работы, ученые установили, что существование нейтрона равно 14 минутам и 37,75 секундам. При этом погрешность измерения составила всего 0,039%.
Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах журнала Physical Review Letters.
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!
