Измерено время существования свободного нейтрона

27.10.2021

Исследователи из университета Индианы, совместно с их коллегами из других научных учреждений и из других стран, произвели самые точные измерения времени существования свободных нейтронов, нейтронов, находящихся вне пределов атомных ядер. Полученные учеными результаты имеют уровень погрешности менее, чем в одну десятую процента, и такая точность превосходит практически в два раза точность подобных предыдущих измерений.

"Процесс распада нейтрона, при котором образуется протон, электрон и почти невесомая частица-нейтрино, является одним из самых захватывающих процессов, известных физикам-ядерщикам" - пишут исследователи, - "Высокоточное измерение времени существования свободных нейтронов также является важной частью современной науки, так как эти знания могут пролить свет на некоторые загадки формирования и развития Вселенной, плюс, это позволит физикам обнаружить недостатки в существующих моделях, описывающих "работу" Вселенной на субатомном уровне".

Нейтроны, которые являлись предметом данных исследований, вырабатывались источником Los Alamos Neutron Science Center Ultracold Neutron source, расположенным в национальной лаборатории Лос-Аламос. Устройство UCNtau захватывает эти нейтроны, охлаждает их до температуры, близкой к абсолютному нулю, и удерживает их в вакуумной камере при помощи 4 тысяч магнитов, вырабатывающих магнитное поле сложной конфигурации. После 30-90 минут ожидания ученые пересчитывают количество пойманных в ловушку "выживших" нейтронов.

Уникальная конструкция установки UCNtau позволяет хранить "замороженные" нейтроны на протяжении 11 суток, значительно дольше, чем это могут делать другие подобные установки. Более чем за два года исследователи пересчитали около 40 миллионов нейтронов, а анализ собранных данных позволил установить длительность существования свободного нейтрона, которая составила 877.75 секунды со статистической погрешностью в 0.28 секунды и системной ошибкой в +0.22/-0.16 процента.

Полученные учеными значения позволят им в ближайшем будущем подтвердить или опровергнуть законность так называемой CKM-матрицы (матрицы Кабиббо - Кобаяси - Маскавы, Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix), теории, касающейся субатомных частиц, называемых кварками, и играющей важную роль в Стандартной Модели физики элементарных частиц.

Также все это может помочь физикам проверить новые идеи, такие, как возможность распада нейтронов в частицы темной материи, что даст новый толчок теориям о развитии Вселенной и предоставит возможность объяснения механизмов, за счет которых в ранней Вселенной образовались ядра первых атомов.

<< Назад: Голографическая линза для космических телескопов 27.10.2021

>> Вперед: Окружающая человека зелень замедляет процесс старения 26.10.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Если пчела ужалит бактерию 05.03.2005 Пчелиный яд, возможно, способен заменить антибиотики. Основной компонент пчелиного яда - меллитин, пептид (белок с небольшой молекулой), состоящий из 26 аминокислот, - как оказалось, убивает бактерии, разрушая их оболочки. Причем ему поддаются и бактерии, выработавшие устойчивость к антибиотикам. Биохимики из Королевского университета в Белфасте (Ирландия) выделили два типа меллитина: один особенно ядовит для микробов, но разрушает и оболочку человеческих эритроцитов, другой не вредит эритроцитам, но не очень опасен и для бактерий. Ученые надеются методами генной инженерии объединить обе молекулы в одну, сохранив у этого гибрида только полезные свойства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025