Tiedemiehet ovat selvittäneet neutronin tarkan eliniän: mittaukseen käytettiin yli kaksi vuotta ja 40 miljoonaa alkuainehiukkasta

Indianan yliopiston (Bloomington) tutkijoiden johtama kansainvälinen insinööriryhmä, antoi lausunnon, että he pystyivät mittaamaan maailman tarkimman olemassaolon ajan neutroni. Joten laskelmien mukaan neutronin "elinikä" on vain 877,75 sekuntia (poikkeama - / + 0,28 sekuntia).

Uusi tieteellinen työ ja sen tulokset

Ryhmä fyysikoita työskentelee projektin parissa UCNtau, totesi, että he pystyivät suorittamaan tarkimman mittauksen (tällä hetkellä) neutronin "elämästä". Laboratoriokokeiden mukaan neutronin "elämä" on 877,75-/+ 0,28 sekuntia, mikä on suunnilleen yhtä suuri kuin 14 minuuttia ja 38 sekuntia.

Kuten tutkijat korostavat, heidän mittauksensa on kaksi kertaa tarkempi kuin aiemmat. Itse asiassa tällainen hienostunut mittaus on erittäin tärkeä alkuräjähdyksen jälkeisten ensimmäisten minuuttien prosessien ymmärtämiseksi.

Kuinka neutronin "elinikä" mitattiin

Neutroni on yksi "rakennuspalikoista", joista kaikki aine on rakennettu. Se kuuluu raskaisiin hiukkasiin ja on itse asiassa protonin (jolla on positiivinen varaus) neutraali analogi. Tässä tapauksessa neutroni voi olla olemassa pitkään ytimen koostumuksen ulkopuolella. Mutta noin 15 minuutin kuluttua se hajoaa protoniksi, elektroniksi ja antineutriinoksi.

Viimeiseen kokeeseen saakka tutkijat yrittivät mitata neutronin vaimenemisaikaa kahdella tavalla:

1. "Bunch"-menetelmä - osoitti tuloksen 887,7 - / + 2,2 sekuntia.

2. Pullomenetelmä - näytti tuloksen 878,5 - / + 0,8 sekuntia.

Tämä ristiriita ei antanut tutkijoille mielenrauhaa. Loppujen lopuksi insinöörit tarvitsevat suhteellisen tarkan luvun sisällyttääkseen sen monimutkaisimpiin yhtälöihin, joiden avulla he yrittävät kuvata itse maailmankaikkeutta.

Ajan selkeyttämiseksi tutkijat päättivät käyttää uutta mittausmenetelmää.

Joten koe suoritettiin Los Alamosin kansallisessa laboratoriossa UCNtau, joka itse asiassa on looginen kehitys "pullot"-menetelmästä, jota kutsutaan "kylpy"-menetelmäksi.

Aiemmissa kokeissa tutkijat asettivat vapaita neutroneja pullon muotoiseen astiaan (muuten, tästä nimi). Tämän jälkeen odotetaan tietty aika, jonka jälkeen alkaa säiliöön jääneiden elementtien laskenta.

Uudessa työssä tutkijat asettivat neutronit (jäähdytettiin lähes absoluuttiseen nollaan) "kylpyyn", jossa ne ripustettiin avaruuteen tuhansien magneettien vaikutuksesta.

30-90 minuutin kuluttua insinöörit laskivat jäljellä olevat neutronit ja laskivat siten niiden "elämän" keskimääräisen ajan.

Tällä menetelmällä tutkijat laskivat noin 40 miljoonaa neutronia, ja työ kesti kaksi vuotta.

Tehdyn työn tulosten perusteella tutkijat ovat todenneet, että neutronin olemassaolo on yhtä suuri 14 minuuttia ja 37,75 sekuntia. Tässä tapauksessa mittausvirhe oli vain 0,039%.

Tutkijat ovat jakaneet tehdyn työn tulokset Physical Review Letters -lehden sivuilla.

Piditkö materiaalista? Arvostele sitten ja älä unohda tilata kanavaa. Kiitos huomiostasi!