מדענים גילו את משך החיים המדויק של נויטרון; יותר משנתיים ו-40 מיליון חלקיקים יסודיים הושקעו במדידה

קבוצה בינלאומית של מהנדסים בראשות מדענים מאוניברסיטת אינדיאנה (בלומינגטון), הוציאו הצהרה שהם מסוגלים לבצע את המדידה המדויקת ביותר בעולם של זמן הקיום נֵיטרוֹן. אז, לפי החישובים, "חיים" של נויטרון הוא רק 877.75 שניות (סטייה של - / + 0.28 שניות).

עבודה מדעית חדשה ותוצאותיה

קבוצת פיזיקאים שעובדת על הפרויקט UCNtau, ציינו שהם מסוגלים לבצע את המדידה המדויקת ביותר (ברגע הנוכחי) של "חיי" הנייטרון. על פי ניסויי מעבדה, "חייו" של נויטרון הם 877,75-/+ 0,28 שניות, ששווה בערך ל 14 דקות ו-38 שניות.

כפי שמדגישים מדענים, המדידה שלהם מדויקת פי שניים מהקודמים. למעשה, מדידה מעודנת כזו חשובה מאוד להבנת התהליכים המתרחשים בדקות הראשונות שלאחר המפץ הגדול.

כיצד נמדדו "חיים" של נויטרון

הנייטרון הוא אחד מ"אבני הבניין" שמהם בנוי כל החומר. הוא שייך לחלקיקים כבדים ולמעשה הוא אנלוגי ניטרלי של פרוטון (בעל מטען חיובי). במקרה זה, הנייטרון מסוגל להתקיים זמן רב מחוץ להרכב הגרעין. אבל לאחר כ-15 דקות, הוא מתפרק לפרוטון, אלקטרון ואנטי-נייטרינו.

עד הניסוי האחרון, מדענים ניסו למדוד את זמן ההתפרקות של נויטרון בשתי דרכים:

1. שיטת "החבורה" - הראתה את התוצאה ב-887.7 - / + 2.2 שניות.

2. שיטת הבקבוק - הראתה את התוצאה תוך 878.5 - / + 0.8 שניות.

אי התאמה זו לא העניקה למדענים שקט נפשי. מהנדסים הרי צריכים מספר מדויק יחסית כדי לכלול אותו במשוואות המורכבות ביותר, בעזרת אלו מנסים לתאר את היקום עצמו.

על מנת להבהיר את הזמן, החליטו המדענים להשתמש בשיטת מדידה חדשה.

אז בוצע ניסוי במעבדה הלאומית של לוס אלמוס UCNtau, שהוא למעשה פיתוח הגיוני של שיטת ה"בקבוקים", הנקראת שיטת ה"אמבט".

בניסויים קודמים, מדענים הניחו נויטרונים חופשיים במיכל בצורת בקבוק (אגב, ומכאן השם). לאחר מכן, צפוי פרק זמן מסוים, ואז מתחילה ספירת האלמנטים שנותרו במיכל.

בעבודה החדשה, מדענים הציבו נויטרונים (מקוררים כמעט לאפס מוחלט) ב"אמבטיה", שבה הם היו תלויים בחלל עקב פעולתם של אלפי מגנטים.

לאחר 30-90 דקות, המהנדסים ספרו את הנויטרונים הנותרים וכך חישבו את הזמן הממוצע של "חייהם".

בשיטה זו, מדענים חישבו כ-40 מיליון נויטרונים, וזה לקח שנתיים של עבודה.

בהתבסס על תוצאות העבודה שנעשו, מדענים קבעו כי קיומו של נויטרון שווה ל 14 דקות ו-37.75 שניות. במקרה זה, טעות המדידה הייתה בלבד 0,039%.

מדענים שיתפו את תוצאות העבודה שנעשו על דפי כתב העת Physical Review Letters.

אהבתם את החומר? לאחר מכן דרג אותו ואל תשכח להירשם לערוץ. תודה לך על תשומת הלב!