Международная группа физиков под руководством исследователей из Индианского университета в Блумингтоне объявила о самом точном в мире измерении времени жизни нейтрона.
Результаты группы, в которую входят ученые из более чем 10 национальных лабораторий и университетов США и других стран, представляют собой более чем двукратное улучшение по сравнению с предыдущими измерениями — с погрешностью менее одной десятой процента.
«Эта работа устанавливает новый золотой стандарт для измерения, которое имеет фундаментальное значение для таких вопросов, как относительное содержание элементов, созданных в ранней Вселенной» , — сказал Дэвид Бакстер, председатель факультета искусств и наук Блумингтонского колледжа. Физика. «Мы гордимся многолетней ролью IU как ведущего учреждения в этой работе».
Научная цель эксперимента — измерить, как долго в среднем свободный нейтрон живет за пределами атомных ядер.
Нейтроны, использованные в исследовании, производятся Центром ультрахолодных нейтронов Лос-Аламосского центра нейтронных исследований в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Эксперимент UCNtau захватывает эти нейтроны, температура которых снижается почти до абсолютного нуля, внутри «ванны», заполненной примерно 4000 магнитами. После ожидания от 30 до 90 минут исследователи считают нейтроны, выжившие в ванне, поскольку они левитируют против силы тяжести под действием магнитов.
Уникальная конструкция ловушки UCNtau позволяет хранить нейтроны более 11 дней, что значительно дольше, чем в предыдущих разработках, сводя к минимуму необходимость систематических поправок, которые могут исказить результаты измерений срока службы. Более двух лет, подсчитали исследователи исследования. с помощью этого метода было захвачено около 40 миллионов нейтронов. Эти усилия были диссертационной работой Гонсалеса, который собирал данные в Лос-Аламосе в качестве аспиранта IU с 2017 по 2019 год и руководил анализом опубликованных результатов.
Сальват сказал, что результаты эксперимента помогут физикам подтвердить или опровергнуть справедливость «матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскавы», которая касается субатомных частиц, называемых кварками, и играет важную роль в широко принятой «стандартной модели» физики элементарных частиц. Это также поможет физикам понять потенциальную роль, которую новые идеи в физике, такие как нейтроны, распадающиеся на темную материю, могут сыграть в развитии теорий о Вселенной, а также, возможно, поможет объяснить, как образовались первые атомные ядра.
Источник — aobe.