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物理学家对中子寿命进行了目前世界上最精确的测量

时间:2021-10-13 16:16:04   来源:网络  

  由印第安纳大学布卢明顿分校的研究人员领导的一个国际物理学家小组宣布了世界上对中子寿命的最精确测量。该团队包括来自美国和国外10多个国家实验室和大学的科学家,其结果比以前的测量结果提高了两倍多--不确定性不到十分之一。
  该工作成果已于10月13日发布在《PhysicalReviewletters》上。
  这项工作为测量设定了新的黄金标准,这项测量对早期宇宙产生的要素相对丰富等问题具有根本重要性。印第安纳大学布鲁明顿分校文理学院物理系主任David上司Baxter说:我们为工大长期以来作为这项工作的领导机构感到自豪。
  该实验的科学目的是测量自由中子在原子核的束缚以外的平均生活时间。
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  中子衰退成为质子的过程——发射光电子和几乎没有质量的中子——是物理学家知道的最有魅力的过程之一。洛斯阿拉莫斯领导这些实验的DanielSalvat说:非常正确测量这个数值的努力意义重大,理解中子的正确寿命可以揭示宇宙是如何发展的——让物理学家发现我们亚原子宇宙模型的缺陷,知道这些缺陷存在,但谁也找不到。
  该研究所使用的中子是由斯阿拉莫斯国家实验室洛斯阿拉莫斯中子科学中心的超冷中子源产生的。UCNtau实验捕捉这些中子,其温度几乎降低到绝对零度,在大约4000个磁铁的浴缸中。等待30到90分钟后,研究人员计算浴缸中幸存的中子。因为在磁铁的作用下会浮在重力下。
  疏水阀的独特设计允许中子保持11天以上的贮藏时间,比早期设计长得多,最大限度地减少了系统修正的需求。因为系统修正可能会歪曲寿命测量的结果。两年来,该研究人员计算了用这种方法捕获的约4000万中子。
  指出,该实验的结果将帮助物理学家确认或否认“Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵”的有效性,它涉及被称为夸克的亚原子粒子,在被广泛接受的粒子物理学“标准模型”中发挥着重要作用。它还将帮助物理学家了解物理学中的新观点,从而有可能在不断发展的宇宙理论中发挥潜在作用,有可能帮助解释第一核是如何形成的。
  说道:“解释中子衰变的基本模型涉及夸克对它们身份的改变,但最近改进的计算表明这一过程可能不会像以前预测的那样发生。我们对中子寿命的新测量将提供一个独立的评估来解决这个问题,或者为新物理学的发现提供备受追捧的证据。”
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