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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Поющие люди чувствует то же, что и птицы 01.01.2013 Птица, слушающая пение другой птицы, испытывает такие же эмоции, как человек, слушающий музыку, - к такому выводу пришли ученые в результате исследования, опубликованного в Neuroscience. "Мы обнаружили, что у людей, слушающих приятную музыку, и у самочек птиц, слушающих песню самца в период гнездования, активируются одни и те же нейронные системы", - говорит Сара Эрк из Университета Эмори. У самцов же, слышащих песню другого самца, реакция была другой - активировалась миндалина, как это происходит у людей, слышащих диссонансные, неприятные звуки. Эрк проанализировала результаты исследований, где визуализировались результаты нервной активности человека, прослушивающего музыку. Помимо этого, она рассмотрела карты мозга птиц из лаборатории Мани, где певчих птиц используют как модель для изучения нейронных структур в комплексном поведении. Некоторых птиц в исследовании лечили гормонами, чтобы подтолкнуть к размножению, у других гормональный уровень был, наоборот, понижен. Вне сезона размножения птицы обоих полов использовали пение для установления и поддержания положения в стае. Во время же сезона размножения функция пения была другой - самцы пели, чтоб привлечь самок, а также отпугнуть других самцов. Повышение тестостерона самцов в ответ на чужое пение указало на активность миндалины, которая коррелирует с реакцией обычного человека на плохую музыку. Самки, если их гормональный уровень был высок, явно наслаждались музыкой. Те, у кого период размножения не наступил, никак не реагировали. Оба эти явления связаны не только непосредственно с положительной реакцией на "награждение", но и с механизмами, регулирующими эмоции. И пение птиц, и музыка, по словам Эрла, активируют древние эволюционные механизмы, которые необходимы для размножения и выживания вида.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025