Физики объяснили, сколько нейтрон «живет» в космосе и зачем это важно знать

Ученым удалось установить, как долго живет нейтрон в космосе. Также физики рассказали, как эти знания помогут приблизить человека к пониманию устройства Вселенной. Статью, посвященную работе исследователей, опубликовало издание "Популярная Механика".
Самая актуальная информация про СВО - ПЕРЕЙТИ

Физики объяснили, сколько нейтрон «живет» в космосе и зачем это важно знатьКак правило, субатомные частицы, которые называют нейтронами, способны существовать неограниченно долгое время, но лишь до тех пор, пока они находятся в структуре атомарного ядра. При этом, как только частица покидает ядро, ее продолжительность жизни стремительно сокращается. Если ученым удастся установить, сколько времени нейтрон способен существовать вне системы, у науки получиться приблизиться к разгадке одной из самых загадочных тайн – пониманию того, как из «бульона» первичных частиц была сформирована существующая сегодня Вселенная. Процесс, именуемый нуклеосинтезом Большого взрыва, вероятнее всего случился в промежутке между десятью секундами и двадцатью минутами спустя данного знаменательного события. Однако для сверхточной физики даже такой на первый взгляд незначительный промежуток времени является огромным разрывом, с которым чрезвычайно тяжело работать. Знание продолжительности жизни нейтрона как самостоятельной частицы даст возможность ученым определить верхнюю планку данного разрыва, так как без нейтронов не возможно было бы образование атомных ядер всех элементов, которые составляют Вселенную. Последние тридцать лет, с 1990-х годов на Земле применялись 2 разных класса экспериментов для измерения времени жизни нейтрона: «бутылка» и «луч». «Бутылочный» метод предполагал создание ловушки — механической, гравитационной, магнитной или их комбинации — и измерение, сколько времени уйдет у нейтронов внутри для распада. «Лучевой» метод представляет собой запуск пучка нейтронов и подсчет протонов и электронов, образуемых в результате распада данных частиц. Обе методики точны, но у них есть изъяны. Методы «бутылок», в среднем, отображают время затухания в 879,5 сек., или 14 мин. 39 сек., с погрешностью 0,5 секунды. Методы «лучей» — в среднем 888 сек., или 14 мин. и 48 сек., с погрешностью 2 секунды. На первый взгляд 9-секундное различие в показателях может представляться совсем небольшим, однако для попытки сузить границу реального срока жизни нейтрона это гигантское значение. Здесь на помощь физикам пришел космос. Космические лучи, постоянно пронзающие космическое пространство, при столкновении с атомами на поверхности планеты или в ее атмосфере, приводят к тому, что некоторые нейтроны отделяются от атомов и попадают в космос, пока окончательно не распадутся. В теории, на больших высотах должно быть меньшее количество нейтронов, однако ученым нужен правильный инструмент на нужной высоте для максимальной точности измерения. В 2011-2015 гг. космический корабль NASA MESSENGER два раза облетел Венеру и три – Меркурий. По мере приближения к Венере нейтронным спектрометром на борту корабля собирались данные о нейтронах, которые вылетают из планеты со скоростью несколько километров в сек. На минимальной высоте 339 км MESSENGER был максимально близок к расстоянию, когда нейтроны могли дойти до распада. Измерения также были сделаны во время пролета мимо Меркурия на минимальной высоте 205 км. Затем команда ученых смоделировала то, сколько нейтронов корабль должен был обнаружить на определенных высотах. Созданная модель показала, что продолжительность жизни нейтронов в 780 секунд (13 минут) была оптимальной. Вдохновленные успехом ученые считают, что необходимо уточнить измерение с помощью специальной миссии. Сейчас разные космические агентства рассматривают для данной цели зонды, которые сканируют космос неподалёку от Венеры. Также физики работают над созданием инструмента, который мог бы провести более точные измерения. Троф ЛЕОНОВ

Александр Попов
Оцените автора
kursk.com
Добавить комментарий