Ученые использовали зонд MESSENGER для измерения времени жизни нейтрона

Нейтроны обычно находятся в ядре атома, но быстро распадаются на электроны и протоны, когда находятся вне атома.

Используя данные, полученные в 2007 и 2008 годах во облета Венеры и Меркурия космическим аппаратом MESSENGER, исследователи обнаружили, что жизни нейтрона составляет около 780 секунд.

«Время жизни свободных нейтронов является ключевым испытанием Стандартной модели физики элементарных частиц, а также влияет на относительное содержание водорода и гелия, образовавшихся в ранней Вселенной всего через несколько минут после Большого взрыва, поэтому оно имеет широкие последствия», сказал Винсент Эке из Института вычислительной космологии в университете Дарема.

обычно находятся в ядре атома, но быстро распадаются на электроны и протоны, когда находятся вне атома.

Физики ранее использовали два лабораторных метода – «бутылочный метод» и «пучковый» – чтобы попытаться определить время жизни нейтронов.

Бутылочный метод улавливает нейтроны и измеряет, сколько времени требуется, чтобы они распались. Метод предполагает, что нейтроны могут выжить в среднем 879 секунд.

Лучевая техника, которая запускает пучок нейтронов и подсчитывает количество протонов, созданных в результате радиоактивного распада, дает около 888 секунд.

Хотя это может показаться небольшой разницей, ученые говорят, что разрыв на самом деле огромный.

Поскольку Стандартная модель физики элементарных частиц требует, чтобы время жизни нейтрона составляло около 879 секунд, любое отклонение от этого провоцирует фундаментальные изменения в нашем понимании этой модели.

Зонд MESSENGER нёс на борту нейтронный спектрометр, чтобы обнаружить нейтроны, испускаемые в космос космическими лучами, сталкивающимися с атомами на поверхности Меркурия, в рамках исследования, чтобы определить существование воды на планете.

На своем пути космический аппарат пролетел мимо Венеры, где он впервые получил нейтронные измерения.

«Несмотря на то, что MESSENGER был разработан для других целей, мы все же смогли использовать данные для оценки времени жизни нейтрона», – говорят ученые.

Космический аппарат проводил наблюдения на большом диапазоне высот над поверхностью Венеры и Меркурия, что позволило измерить, как поток нейтронов изменяется с удалением от планет.

Используя модели, исследователи оценили количество нейтронов, которое MESSENGER должен считать на своей высоте над Венерой, поскольку время жизни нейтрона будет между 600 и 1020 секундами.

Они обнаружили, что время жизни нейтрона составляет 780 секунд ± 60stat  ± 70syst, тем самым демонстрируя жизнеспособность этого нового подхода.

«Это похоже на эксперимент с большой бутылкой, но вместо использования стен и магнитных полей мы используем гравитацию Венеры, чтобы удерживать нейтроны в течение времени, сравнимого с их временем жизни», – сказал доктор Джек Уилсон, исследователь из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Research.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

0 0 голос
Рейтинг

Подписывайтесь на наш новый канал в и наши каналы в соц.сетях
Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Share via
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: