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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Скульптуры со дна Роны 05.01.2009 Уже около десяти лет французские археологи, надев акваланги, спускаются в реку Рону у города Арль. Несмотря на очень сильное течение и плохую видимость, часто не превышающую полуметра, среди множества современного мусора, включающего даже затонувшие автомобили, ученые находят изделия, относящиеся к античности (римский порт здесь основал Юлий Цезарь в 46 году до н.э.). Среди находок прошлого года несколько замечательных по мастерству статуй: мраморный Нептун выше человеческого роста, бронзовая статуя сатира, бронзовый барельеф Ники... Но самой ценной находкой считают мраморный скульптурный портрет Юлия Цезаря. Это, насколько известно, самое древнее из сохранившихся изображений императора и единственное прижизненное. Как попали эти произведения на дно реки? Предполагают, что скульптуры сбросили в реку во время народных волнений, связанных с переменами власти и приходом христианства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025