Понимание ранней Вселенной зависит от оценки продолжительности жизни нейтронов

Рассчитан период полураспада нейтронов с помощью еще одного способа с использованием вращающегося вокруг Луны космического аппарата.

Об этом пишет издание Universe.

Когда мы смотрим в ночное небо, мы видим Вселенную такой, какой она была когда-то. Мы знаем, что в прошлом Вселенная была теплее и плотнее, чем сейчас. Когда мы смотрим достаточно глубоко в небо, мы видим микроволновый остаток Большого взрыва, известный как космический микроволновый фон. Это знаменует предел того, что мы можем увидеть. Он обозначает протяженность наблюдаемой Вселенной с нашей точки зрения.

Наблюдаемый нами космический фон происходит из времени, когда Вселенной было уже около 380 000 лет. Мы не можем напрямую наблюдать, что было до этого. Большая часть раннего периода достаточно хорошо понятна с учетом того, что мы знаем о физике, но самые первые моменты Большого взрыва остаются немного загадкой. Согласно стандартной модели, первые моменты Вселенной были настолько горячими и плотными, что даже фундаментальные силы Вселенной действовали иначе, чем сейчас. Чтобы лучше понять Большой взрыв, нам нужно лучше понять эти силы.

Одной из самых трудных для понимания сил является слабое взаимодействие. В отличие от более знакомых взаимодействий, таких как гравитация и электромагнетизм, слабое в основном проявляется через эффект радиоактивного распада. Следовательно, мы можем изучать слабое взаимодействие, измеряя скорость распада. Но есть проблема, когда дело доходит до нейтронов.

Вместе с протонами нейтроны составляют ядра атомов, которые мы видим вокруг нас. Внутри атомного ядра нейтроны могут быть очень стабильными. Но когда нейтрон сам по себе, он обычно распадается в считанные минуты. Скорость распада нейтронов, как правило, выражается в терминах его периода полураспада. То есть время, когда вероятность распада нейтрона составляет примерно 50/50. Технически этим измеряют связанную величину, известную как время жизни нейтронов, но идея та же.

Существует несколько способов измерения периода полураспада нейтронов, например, измерение пучка нейтронов или их охлаждение и удержание в магнитной ловушке, но разные методы дают разные результаты для периода полураспада. Эти методы должны дать одинаковый результат, но это не так. Лучевой метод дает время жизни 888 секунд, а метод с ловушкой – 879 секунд. Возможно, в методах есть систематическая ошибка, но это различие является проблемой для фундаментальной физики. Однако новое исследование измерило распад нейтронов третьим способом, используя вращающийся вокруг Луны космический аппарат.

Безвоздушную поверхность Луны постоянно бомбят космические лучи. Иногда космический луч выбивает нейтрон с поверхности Луны. Поскольку нейтрон удаляется от Луны, у него есть вероятность распада. Поэтому команда использовала спутник NASA Lunar Prospector для подсчета количества нейтронов на разных орбитальных высотах. Исходя из этого они рассчитали время жизни нейтронов в 887 секунд.

Результат недостаточно точен для решения проблемы распада нейтронов, но показывает, что мы можем использовать космический аппарат для получения очень точных результатов. Достаточно точных, чтобы будущие миссии могли разгадать самое слабое звено ранней космологии.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.