Obrázek: Zdroj: Pixabay, autor. Geralt, licence: Pixabay License, Free for commercial use

Přesně změřili poločas rozpadu neutronu

Neutron mimo atomové jádro není stabilní, má střední dobu života jen asi 15 minut. Existují dvě hlavní metody, jimiž se doba života neutronu měří; takto získané výsledky se od sebe liší až o 15 s, což je samozřejmě hodně (hlavně relativně vzhledem k samotnému poločasu).

Ony dvě techniky jsou „kontejner“ a „paprsky“. V prvním případě prostě počítáme, jaký podíl z původního počtu neutronů zůstane po určité době v uzavřeném prostoru. Ve druhém případě měříme protony, které vzniknou při průchodu neutronů (neutronového paprsku o určité intenzitě) elektromagnetickou pastí.
Viz také: Neutronová anomálie a temná hmota

Nyní v nové studii publikované v časopise Physical Review Letters tým vědců provedl dosud nejpřesnější měření doby života neutronu pomocí kontejnerové techniky. Experiment UCNtau (Ultra Cold Neutrons tau, kde tau označuje dobu života neutronu) vedl k závěru, že poločas rozpadu neutronu je 14,629 minuty (+/- 0,005 minuty; respektive v sekundách je to 877,75 +/- 0,34 s). Jedná se o dvakrát přesnější výsledek, než dokázala poskytnout předcházející měření – i když se tím nijak nevysvětluje, proč se výsledky získané oběma metodami od sebe lišily. Stále platí, že buď implementace jedné z metod prostě obsahuje nějakou chybu, nebo do hry vstupuje dosud neznámý fyzikální jev.
Experiment se uskutečnil pomocí ultrachladné zmagnetizované nádoby velikosti vany, v níž se neutrony rozpadaly na protony. Do experimentu bylo celkem zahrnuto 40 milionů neutronů. Aby se předešlo možnému vědomému nebo nevědomému zkreslení vzhledem k očekávaným výsledkům, měření prováděly na sobě nezávisle tři skupiny (Caltech, Indiana University a Los Alamos National Laboratory). Navíc všechny týmy pracovaly s falešnými hodinami, takže lidé nevěděli, jaký čas ve skutečnosti uplynul. A ačkoliv všechny tři týmy použily k vyhodnocení experimentu (analýze dat) různé přístupy včetně strojového učení, jejich výsledky se shodovaly – rozdíly mezi nimi byly menší než stanovená statistická chyba.
Jedním z problémů při studiu rozptýlených neutronů je, že se mohou snadno vázat na atomy. Atomová jádra v experimentální aparatuře mohou neutrony snadno pohltit, proto bylo třeba v komoře vytvořit velmi čisté vakuum bez přítomnosti dalších plynů. Neutrony je také třeba speciálně zpomalovat, aby mohly být zachyceny magnetickým polem a pak se daly spočítat. Neutrony se ochlazují v několika krocích, poslední z nich byl kontakt s velkým pevným kusem zmrzlého deuteria.

Improved neutron lifetime measurement with UCNτ, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.162501 , journals.aps.org/prl/accepted/ … 9630f8de021af1aba78c
Improved neutron lifetime measurement with UCNτ, arXiv:2106.10375 [nucl-ex] arxiv.org/abs/2106.10375
Zdroj: California Institute of Technology / Phys.org

Nejtvrdší sklo je z uhlíku, připravili ho z buckyballu

Vědcům se podařilo syntetizovat novou ultratvrdou formu uhlíkového skla připomínající diamant. Materiál má značný potenciál …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close