Οι επιστήμονες ανακάλυψαν την ακριβή διάρκεια ζωής ενός νετρονίου· στη μέτρηση δαπανήθηκαν περισσότερα από δύο χρόνια και 40 εκατομμύρια στοιχειώδη σωματίδια

Μια διεθνής ομάδα μηχανικών με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα (Bloomington), εξέδωσαν μια δήλωση ότι ήταν σε θέση να πραγματοποιήσουν την πιο ακριβή μέτρηση του χρόνου ύπαρξης στον κόσμο νετρόνιο. Έτσι, σύμφωνα με τους υπολογισμούς, η "ζωή" ενός νετρονίου είναι μόνο 877,75 δευτερόλεπτα (απόκλιση - / + 0,28 δευτερόλεπτα).

Νέα επιστημονική εργασία και τα αποτελέσματά της

Μια ομάδα φυσικών που εργάζονται στο έργο UCNtau, δήλωσαν ότι κατάφεραν να πραγματοποιήσουν την πιο ακριβή μέτρηση (την τρέχουσα στιγμή) της «ζωής» του νετρονίου. Σύμφωνα με εργαστηριακά πειράματα, η «ζωή» ενός νετρονίου είναι 877,75-/+ 0,28 δευτερόλεπτα, που είναι περίπου ίσο με 14 λεπτά και 38 δευτερόλεπτα.

Όπως τονίζουν οι επιστήμονες, η μέτρησή τους είναι διπλάσια ακριβής από τις προηγούμενες. Στην πραγματικότητα, μια τόσο εκλεπτυσμένη μέτρηση είναι πολύ σημαντική για την κατανόηση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα τα πρώτα λεπτά μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Πώς μετρήθηκε η «ζωή» ενός νετρονίου

Το νετρόνιο είναι ένα από τα «δομικά στοιχεία» από τα οποία αποτελείται όλη η ύλη. Ανήκει σε βαριά σωματίδια και μάλιστα είναι ουδέτερο ανάλογο ενός πρωτονίου (το οποίο έχει θετικό φορτίο). Σε αυτή την περίπτωση, το νετρόνιο είναι σε θέση να υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα εκτός της σύνθεσης του πυρήνα. Αλλά μετά από περίπου 15 λεπτά, διασπάται σε πρωτόνιο, ηλεκτρόνιο και αντινετρίνο.

Μέχρι το τελευταίο πείραμα, οι επιστήμονες προσπάθησαν να μετρήσουν τον χρόνο διάσπασης ενός νετρονίου με δύο τρόπους:

1. Η μέθοδος "Bunch" - έδειξε το αποτέλεσμα σε 887,7 - / + 2,2 δευτερόλεπτα.

2. The Bottle Method - έδειξε το αποτέλεσμα σε 878,5 - / + 0,8 δευτερόλεπτα.

Αυτή η ασυμφωνία δεν έδωσε στους επιστήμονες ηρεμία. Άλλωστε, οι μηχανικοί χρειάζονται έναν σχετικά ακριβή αριθμό για να τον συμπεριλάβουν στις πιο περίπλοκες εξισώσεις, με τη βοήθεια αυτών προσπαθούν να περιγράψουν το ίδιο το Σύμπαν.

Προκειμένου να διευκρινιστεί η ώρα, οι επιστήμονες αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν μια νέα μέθοδο μέτρησης.

Πραγματοποιήθηκε λοιπόν ένα πείραμα στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος UCNtau, που στην πραγματικότητα είναι μια λογική εξέλιξη της μεθόδου «Μπουκάλια», που ονομάζεται μέθοδος «λουτρό».

Σε προηγούμενα πειράματα, οι επιστήμονες τοποθέτησαν ελεύθερα νετρόνια σε ένα δοχείο σε σχήμα φιάλης (παρεμπιπτόντως, εξ ου και το όνομα). Μετά από αυτό, αναμένεται ένα ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια αρχίζει η καταμέτρηση των στοιχείων που παραμένουν στο δοχείο.

Στη νέα εργασία, οι επιστήμονες τοποθέτησαν νετρόνια (ψυχμένα σχεδόν στο απόλυτο μηδέν) σε ένα «λουτρό», στο οποίο αιωρήθηκαν στο διάστημα λόγω της δράσης χιλιάδων μαγνητών.

Μετά από 30-90 λεπτά, οι μηχανικοί μέτρησαν τα νετρόνια που είχαν απομείνει και έτσι υπολόγισαν τον μέσο χρόνο της «ζωής» τους.

Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, οι επιστήμονες υπολόγισαν περίπου 40 εκατομμύρια νετρόνια και χρειάστηκαν δύο χρόνια εργασίας.

Με βάση τα αποτελέσματα της εργασίας που έγινε, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η ύπαρξη νετρονίου ισούται με 14 λεπτά και 37,75 δευτερόλεπτα. Σε αυτήν την περίπτωση, το σφάλμα μέτρησης ήταν μόνο 0,039%.

Οι επιστήμονες έχουν μοιραστεί τα αποτελέσματα της εργασίας που έγινε στις σελίδες του περιοδικού Physical Review Letters.

Σας άρεσε το υλικό; Στη συνέχεια, βαθμολογήστε το και μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!