Ученые нашли способ измерения нейтронных жизни из космоса в первый раз-открытие, которое может научить нас больше о ранней Вселенной.
Зная время жизни нейтронов является ключом к пониманию формирования элементов после Большого Взрыва, который образовал Вселенной 13.8 миллиардов лет назад.
Ученые из Университета Дарема, Великобритания, и Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса, США, использовали данные из поверхности Меркурия НАСА, Космическая среда, Геохимия и телеметрия (посланник) космических аппаратов, чтобы сделать их открытия.
Как посланник облет Венеры и Меркурия, он измерил скорости частиц нейтронов утечки из двух планет.
Количество нейтронов, обнаруженных зависит от времени, которое потребовалось им, чтобы подлететь к кораблю по отношению к времени жизни нейтрона, давая ученым способ рассчитать, сколько субатомные частицы могут выжить.
Выводы, опубликованные в журнале Physical обзор исследований, могут обеспечить путь к концу десятилетия застоя что исследователи не согласны-через считанные секунды — за сколько нейтроны способны выжить.
Д-р Винсент еке, в Институте вычислительной космологии Даремского университета, сказал: «Время жизни свободного нейтрона дает ключ проверки Стандартной модели физики частиц, и это также влияет на относительное содержание водорода и гелия образовались в ранней Вселенной через несколько минут после Большого взрыва, поэтому он имеет широкомасштабные последствия.
«Методы космического базирования дают возможность вырваться из тупика между двумя конкурирующими наземные методы измерения.»
Нейтроны обычно находятся в ядре атома, но быстро распадаться на электроны и протоны, когда за пределами атома.
Ученые ранее использовали два лабораторных методов-так называемый «бутылочный метод» и «Луч» техника-чтобы попытаться определить время жизни нейтронов.
Метод бутылки-ловушки нейтронов, которые в бутылке и меры, как долго он принимает для их радиоактивность распад — предполагает, что они могут выжить в среднем по 14 минут 39 секунд.
Используя альтернативный метод луча-которое стреляет потоком нейтронов и подсчитывает количество протонов образуются в результате радиоактивного распада … дает около 14 минут и 48 секунд, девять секунд дольше, чем бутылочным методом.
Хотя это может показаться небольшой разницей, ученые говорят, что разрыв может быть огромным. В качестве стандартной модели физики элементарных частиц, требует времени жизни нейтрона около 14 минут 39 секунд, любое отклонение от этого приведет к фундаментальному изменению в понимании этой модели.
Посланник нес нейтронный спектрометр для обнаружения нейтронов выпустили в космическое пространство космических лучей сталкиваются с атомами на поверхности Меркурия в рамках исследования для определения наличия воды на планете.
На своем пути космический корабль совершил первый полет на Венеру, где он собирал измерения нейтронов впервые.
Д-р Джейкоб Kegerreis, в Институте вычислительной космологии при Университете Дарема, сказал: «хотя посланник был предназначен для других целей, мы все-таки смогли использовать эти данные для оценки времени жизни нейтрона. Корабль наблюдений в широком диапазоне высот над поверхностью Венеры и Меркурия, что позволило нам оценивать как поток нейтронов изменяется с расстоянием от планет».
Используя модели, команды подсчитали количество нейтронов Messenger, должны рассчитывать на своей высоте выше Венеры для жизни нейтронов будет от 10 до 17 минут. За меньшее время жизни, меньшее количество нейтронов выжить достаточно долго, чтобы достичь детектора нейтронов посланника.
Они нашли нейтронную жизнь, чтобы быть 13 минут, с погрешностью около 130 секунд от статистических и других факторов неопределенности, как в случае, если количество изменений нейтронов в течение дня и неуверенность в химический состав поверхности Меркурия.
Примерное нейтронов жизни падает прямо возле круга в «бутылку» и «Луч» способ оценки.
Ведущий автор исследования доктор Джек Уилсон, из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса, сказал: «Это похоже на большой эксперимент бутылки, но вместо стен и магнитных полей, мы используем гравитацию Венеры ограничиться нейтронов раза по сравнению с их жизни».
В качестве систематических ошибок в космической измерений не имеют отношения к тем, кто в бутылку и лучевых методов, исследователи заявили, что их новый метод может обеспечить выхода из тупика между существующими конкурирующими измерений.
Исследователи добавили, что более точные измерения потребуют специальной космической миссии, возможно, для Венеры, так как ее плотная атмосфера и большая масса ловушка нейтронов вокруг планеты.
Они надеются спроектировать и построить инструмент, который может сделать высокую точность измерения времени жизни нейтрона, используя свою новую технику.
Исследование финансировалось американским Министерством энергетики ядерной физики, науки и техники Совета (сайт STFC), и МУС PhD стипендии Фонда.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!