Исследователи объявляют о самых точных измерениях, когда-либо возникшие на всю жизнь свободного нейтро

Чтобы ответить на большие вопросы, иногда мы должны смотреть на очень маленький. Исследователи ультрадольного нейтронного нейтронного источника Neenron Neenron Neetron Science, в пределах Лос-Аламос Национальная лаборатория, пропускают криодонскую батон более десяти лет, работая на всех более холодных температурах, чтобы изучить поведение нейтронов. Сейчас международное сотрудничество ученых объявило, что наиболее точное измерение, когда-либо возникало в течение жизни свободного нейтрона, в пределах неопределенности менее двух десятых процента.

Нейтроны - самая простая частица, которая является радиоактивным, что означает, что они ломаются на другие частицы. Внутри ядер нейтроны стабильны. Снаружи ядра, однако, это совершенно другая игра. Когда вне ядра, распад нейтронов не занимает много времени: предыдущая работа оценила период полурасания свободного нейтрона примерно через пятнадцать минут, дает или возьми несколько десятков секунд между высокими оценками и низкими оценками. Но что «дарить или взять» достаточно, чтобы сделать или сломать теорию.

«Процесс, с помощью которого нейтрон« распадает »в протон - с излучением легкого электрона и почти безмассного нейтрино - является одним из самых увлекательных процессов, известных физикам, - сказал Даниэль Сальват, который возглавлял эксперименты в Лос-Аламо Отказ «Усилие для измерения этой ценности очень точно является значительным, потому что понимание точного срока службы нейтрона может пролить свет на то, как развивалась вселенная, а также позволяет физикам открывать недостатки в нашей модели субатомической вселенной, которую мы знаем, существуют, но никто не имеет все же удалось найти.

Одним из употреблений ученых может учиться свободных нейтронов в луче частиц. Во-первых, они измеряют количество нейтронов в определенном объеме луча. Затем они направляют луч в «ловушку частиц», образованную полем EM. Как мышельник, они устанавливают и вернулись позже. Количество протонов, остающихся от распада нейтронов, является доказательство того, сколько нейтронов заканчивается в то время.

Еще одним важным способом изучения свободных нейтронов является использование «бутылки». Ультра-холодные нейтроны движутся очень медленно - несколько метров в секунду, по сравнению с нейтронами в реакциях деления, которые перемещаются при скоростях порядка миллионов километров в секунду. Ученые принимают измерение того, сколько ультралодных нейтронов находятся в контейнере в начале эксперимента, а затем снова в конце. Это измерение «живых» нейтронов, в то время как лучные эксперименты измеряют «мертвые».

Если эксперименты «Луч» и «Бутылка» согласились, это было бы так: срок службы измеренного нейтрона, игра окончена. Но чтения просто не совпадают, поэтому ученые установлены на работу, чтобы устранить расхождения. Один физик, Чэнь-Юй Лю, уделял особое внимание взаимодействиям между ультрадольными нейтронами и их бутылкой. В предыдущей работе в Лос-Аламосе Лю и коллегам вообще рассуждается с физическим контейнером для их нейтронов, перемещается вместо электромагнитного поля. «Я был в лагере, если мы сделаем это, мы могли бы получить нейтрон, чтобы жить дольше и согласиться с сроком службы луча», - сказал Лю, профессор физики университета Индианы, который привел этот эксперимент. «Это была моя личная смещение». Но разница осталась. «Это был для меня большим шоком», - сказала она о работе 2018 года. Продолжая охотиться на источниках ошибки, Лю также участвовал в этом текущем ультрасокожном эксперименте.

В этом эксперименте исследователи Ucntau ловусят нейтронами из ультрасокожащего нейтронного источника в антигравировании «Магнитная ванна», выровненные около 4000 магнитов. После того, как нейтроны подсчитываются, они оставляют замочить в своей ванне в течение от 30 до 90 минут, а затем снова подсчитывали, чтобы увидеть, сколько нежилых нейтронов. В течение двух лет авторы этого исследования насчитали около сорока миллионов свободных нейтронов. Исследование сообщает о полурасхожении свободного нейтрона на 877,75 +/- 0,28 секунды, с неопределенностью 0,34 секунды. Однако для устранения неопределенности ловушка UCNTAU может фактически позволить нейтронам получать все прерывание в ванне: он может удерживать нейтроны, близкие к абсолютному нулю в течение одиннадцати дней или более. Это означает, что эксперимент может объяснить даже сверхжилые выбросы, позволяющие еще для самых точных измерений еще.

Проблема полураспада до сих пор не урегулирована, но эксперименты, такие как UCNTAU, быстро закрывают пробел. Между тем доступны дополнительные усилия по использованию методов измерений на основе космических измерений, надеясь подтвердить или исправить даже это очень точное наземное измерение. В 2020 году результаты были освобождены от сотрудничества между НАСА и другой международной группой исследователей, которые использовали космический корабль Messenger для измерения утечки нейтронов от ртути и Венеры. Их сообщается о полурасхождении нейтрона было короче, чем было зарегистрировано в экспериментах UCNTAU, но посланник не был разработан, чтобы быть коллектором нейтронов.

В конечном итоге эти измерения могут помочь нам ответить на фундаментальные вопросы, такие как относительное изобилие элементов в ранней вселенной. САЛВАТ объяснил, что этот результат эксперимента означает подтвердить или оспаривать «матрицу Cabibbo-Kobayashi-Massawa», которая касается природы кварков и играет ключевую роль в «стандартной модели» физики частиц. «Основная модель, объясняющая распад нейтронов, включает в себя кварки, изменяющие их идентичности, но в последнее время улучшенные расчеты предполагают, что этот процесс может не произойти, как ранее предсказанный», - сказал Салват. «Наше новое измерение пожизнении нейтронов обеспечит независимую оценку для урегулирования этого вопроса или обеспечить многочисленные доказательства для открытия новой физики».

Исследование сообщается в 13 октября. Выпуск физических рассмотренных писем. Предварительная версия работы также доступна в Arxiv.

Читать далее

Астрономы могут наконец узнать источник быстрых радиовсплесков

Три новых исследования сообщают о FRB в нашей галактике. Поскольку эта была намного ближе, чем прошлые сигналы, ученые смогли отследить ее до определенного типа нейтронной звезды, известной как магнитар.

IBM и Fujifilm установили новый рекорд поверхностной плотности с ленточным картриджем емкостью 580 ТБ

IBM и Fujifilm объявили о прорыве, который однажды может предоставить ленточные картриджи емкостью 580 ТБ и более.

AT & T считает, что загрузка 10 Мбит / с должна быть достаточно для всех

AT & T не верит, что общенациональная волокна является хорошей идеей и предлагает 10 Мбит в качестве предлагаемого минимального стандарта загрузки в 2021 году.

Microsoft 'Уточняет требования Windows 11, прилагает приложение для проверки здоровья PC

Microsoft опубликовала новый пункт блога, надеясь, чтобы очистить путаницу, на каких системах и не поддерживаются в Windows 11. Это помогает - немного.