Физики решают загадку жизни нейтрона
Чтобы решить давнюю загадку о том, как долго нейтрон может «жить» вне атомного ядра, физики выдвинули дикую, но поддающуюся проверке теорию, предполагающую существование правосторонней версии нашей левосторонней Вселенной. Они разработали умопомрачительный эксперимент в Национальной лаборатории Министерства энергетики Ок-Риджа, чтобы попытаться обнаружить частицу, которая предполагалась, но не была обнаружена. Если теоретический «зеркальный нейтрон» будет найден, теоретический «зеркальный нейтрон» — двойник нейтрона из темной материи — сможет объяснить несоответствие между ответами двух типов экспериментов по времени жизни нейтрона и обеспечить первое наблюдение темной материи. «Темная материя остается одним из самых важных и загадочных вопросов в науке — явное доказательство того, что мы не понимаем всю материю в природе», — сказала Леа Бруссард из ORNL, которая руководила исследованием, опубликованным в Physical Review Letters.
Нейтроны и протоны составляют ядро атома. Однако они могут существовать и вне ядер. В прошлом году с помощью Лос-Аламосского нейтронного научного центра соавтор Фрэнк Гонсалес, который сейчас работает в ORNL, провел самое точное измерение того, как долго живут свободные нейтроны, прежде чем они распадутся или превратятся в протоны, электроны и антинейтрино. Ответ — 877,8 секунды, плюс-минус 0,3 секунды или чуть меньше 15 минут — намекнул на трещину в Стандартной модели физики частиц. Эта модель описывает поведение субатомных частиц, таких как три кварка, из которых состоит нейтрон. Переворот кварков инициирует распад нейтронов на протоны. «Время жизни нейтрона является важным параметром в Стандартной модели, потому что оно используется в качестве входных данных для расчета матрицы смешивания кварков, которая описывает скорости распада кварков», — сказал Гонсалес, который рассчитал вероятности нейтронов осциллировать для исследования ORNL. «Если кварки не смешиваются, как мы ожидаем, это намекает на новую физику за пределами Стандартной модели».
Чтобы измерить время жизни свободного нейтрона, ученые используют два подхода, которые должны дать один и тот же ответ. Один ловит нейтроны в магнитной бутылке и подсчитывает их исчезновение. Другой считает протоны, появляющиеся в пучке при распаде нейтронов. Оказывается, нейтроны в пучке живут на девять секунд дольше, чем в бутылке. На протяжении многих лет недоумевающие физики рассматривали множество причин несоответствия. Одна теория состоит в том, что нейтрон переходит из одного состояния в другое и обратно. «Колебание — это квантово-механическое явление, — сказал Бруссард. «Если нейтрон может существовать либо как обычный, либо как зеркальный нейтрон, тогда вы можете получить такого рода колебания, раскачивание между двумя состояниями, если этот переход не запрещен».
Команда под руководством ORNL провела первый поиск нейтронов, колеблющихся в зеркальные нейтроны темной материи, используя новую технику исчезновения и регенерации. Нейтроны были получены на источнике нейтронов расщепления, пользовательском объекте Управления науки Министерства энергетики США. Пучок нейтронов был направлен на магнитный рефлектометр SNS. Майкл Фитцсиммонс, физик, работающий по совместительству в ORNL и Университете Теннесси в Ноксвилле, использовал этот прибор для приложения сильного магнитного поля для усиления колебаний между нейтронными состояниями. Затем луч падал на «стену» из карбида бора, который является сильным поглотителем нейтронов.
Если нейтрон действительно колеблется между обычным и зеркальным состояниями, когда нейтронное состояние ударяется о стенку, оно будет взаимодействовать с атомными ядрами и поглощаться стенкой. Однако, если он находится в своем теоретическом состоянии зеркального нейтрона, это темная материя, которая не будет взаимодействовать. Так что только зеркальные нейтроны смогут пройти через стену на другую сторону. Это было бы так, как если бы нейтроны прошли через «портал» в какой-то темный сектор — образное понятие, используемое в физическом сообществе. Тем не менее, пресса, сообщающая о прошлых связанных работах, забавлялась, допуская вольность с концепцией, сравнивая теоретическую зеркальную вселенную, которую исследует команда Бруссарда, с альтернативной реальностью «вверх ногами» в сериале «Очень странные дела». Эксперименты команды не были исследованием буквального портала в параллельную вселенную.
«Динамика такая же по другую сторону стены, где мы пытаемся заставить то, что предположительно является зеркальными нейтронами — двойниковое состояние темной материи — превратиться обратно в обычные нейтроны», — сказал соавтор Юрий Камышков, физик UT. который с коллегами долгое время занимался идеями нейтронных колебаний и зеркальных нейтронов. «Если мы увидим какие-либо регенерированные нейтроны, это может быть сигналом того, что мы видели что-то действительно экзотическое. Открытие природы частиц темной материи будет иметь огромные последствия». Мэтью Фрост из ORNL, получивший докторскую степень в UT, работая с Камышковым, провел эксперимент с Бруссардом и помогал с извлечением, обработкой и анализом данных. Фрост и Бруссард провели предварительные испытания с помощью Лизы ДеБеер-Шмитт, специалиста по рассеянию нейтронов из ORNL.
Лоуренс Хейлбронн, инженер-ядерщик из UT, охарактеризовал фон, а Эрик Айверсон, физик из ORNL, охарактеризовал нейтронные сигналы. В рамках Программы стажировок в научных лабораториях Министерства энергетики США Майкл Клайн из Университета штата Огайо выяснил, как рассчитать колебания с помощью графических процессоров — ускорителей определенных типов вычислений в кодах приложений — и провел независимый анализ интенсивности и статистики нейтронного пучка. и Тейлор Деннис из Государственного университета Восточного Теннесси помогли организовать эксперимент и проанализировали исходные данные, став финалистом конкурса на эту работу. Аспиранты UT Джош Бэрроу, Джеймс Тернулло и Шон Вавра вместе со студентами Адамом Джонстоном, Питером Льюизом и Кристофером Маттесоном внесли свой вклад на различных этапах подготовки и анализа эксперимента. Аспирант Чикагского университета Луи Варриано, бывший факелоносец UT, помог с концептуальными квантово-механическими расчетами регенерации зеркальных нейтронов.
Вывод: никаких признаков регенерации нейтронов не наблюдалось. «Сто процентов нейтронов остановились, через стену прошел ноль процентов», — сказал Бруссард. Несмотря на это, результат по-прежнему важен для продвижения знаний в этой области. Развенчав одну конкретную теорию зеркальной материи, ученые обращаются к другим, чтобы попытаться решить загадку времени жизни нейтрона. «Мы будем продолжать искать причину несоответствия», — сказал Бруссард. Она и ее коллеги будут использовать для этого High Flux Isotope Reactor, пользовательское оборудование Управления науки Министерства энергетики в ORNL. Текущая модернизация HFIR сделает возможным более чувствительный поиск, поскольку реактор будет производить гораздо более высокий поток нейтронов, а экранированный детектор в дифрактометре малоуглового рассеяния нейтронов имеет более низкий фон. Поскольку строгий эксперимент не обнаружил доказательств наличия зеркальных нейтронов, физики смогли исключить надуманную теорию. И это приближает их к решению головоломки. Если вам кажется грустным, что загадка времени жизни нейтрона остается нерешенной, утешьте Бруссара: «Физика сложна, потому что мы слишком хорошо поработали над ней. Остались только действительно сложные проблемы — и удачные открытия».
Источник
Последние аномальные новости

Бюджет космических сил США превышает бюджет НАСА

В школе на юге Индии начал работу первый робот-учитель

Воспроизвели ключевой процесс эволюции жизни

Вслед за теленком-клоном могут появиться копии собак

Гигантский вулкан обнаружен на Марсе

Голубая спираль появилась посреди северного сияния

Древний лед может существовать на космических объектах

ИИ помогает определить происхождение тяжелых элементов

Испытывают ли астронавты космические головные боли

Набор зеркал для фокусировки сверхмощных лазеров

Найден способ определять опасные предметы в толпе

НЛО упал в неба в Йорке

Новый минерал открыли в Карелии

Объяснение нитки жемчуга вокруг сверхновой

Пентагон нарушил свое молчание по поводу НЛО

Пентагон публикует новые данные об НЛО

Попробовали бы вы пирог с питоном

Правительство использует дипфейки

Пролетая сквозь шлейфы Энцелада

Редкое явление переноса озона из стратосферы к Земле

Система ИИ для ускорения верификации информации

Скайнет в реальной жизни

Тайна татуировок ледяного человека Эци

Терминаторов обвинят в гибели гражданского населения

Топливозаправщик для спутников с ионными двигателями

Уникальный материал для создания лазеров

Уфологи собрались в Олдхэме

Шеф-повар приготовит еду на орбите

Этанол и другие ингредиенты для молодых миров

Я был похищен инопланетянами в 90-х годах

Белый дом рекомендовал отказаться от C и C++

Более точное понимание темной энергии

В NVIDIA появился отдел исследования сильного ИИ

ВВС США зафиксировали НЛО в Северной Дакоте

Вояджер-1 продолжает слать на Землю бессмысленные сигналы

Все ведущие ИИ нарушают авторские права

Запад США - страна НЛО

ИИ Microsoft Copilot возомнил себя властелином мира

ИИ не угрожает рабочим местам из-за высокой стоимости

ИИ стал для Apple самым серьёзным вызовом

Исследователь выходит за рамки уфо-событий 1966 года

Камера темной энергии запечатлела остатки массивной звезды

Кладбище пришельцев. Шокирующая правдивая история

Максимальная масса невращающейся нейтронной звезды

Молодая Вселенная быстро росла

Новая теория, объясняющая рябь на песках Марса

Определен лучший регион для обнаружения НЛО

Отчет Пентагона об НЛО требует вмешательства Конгресса

Палата представителей должна создать подкомитет по НЛО

Последние сообщения о наблюдениях НЛО в Мэриленде

Рельсотронная катапульта для запуска космопланов

Робот-гуманоид Unitree Robotics H1 установил рекорд скорости

Следующая пандемия уже наступила для дикой природы

Сложная химия в холодных глубинах космоса

Суд обязал NSO поделиться кодом шпионского ПО Pegasus

Телескоп LIFE обнаружил биосигналы на Земле

Телескоп Кондор открывает новый мир для астрофизиков

Трудный путь поисков жизни на Марсе

Хакеры могут взломать мозговой чип Neuralink

Этанол и другие ингредиенты жизни нашли в туманности

Аэрокосмические исследования Аэрофлота

Барханы и линейные дюны Марса

В Аризоне высокий уровень наблюдений НЛО

В документе ЦРУ говорится о быстрых летающих тарелках

В Перуанских Андах обнаружен древний мегалит

Интернет стал расскадником теорий заговора

Как долго инопланетяне будут пытаться связаться с нами

Как космонавт Георгий Гречко НЛО искал

Как раскрывать преступления в космосе

Космонавт оценил перспективу встречи с НЛО

Метеобюро Шотландии объясняет НЛО-облака

Метеорит пролил свет на взрыв из далекого прошлого

Милиционер, державший в холодильнике Алешеньку

На Приморье впервые обрушился огненный смерч

Наблюдения НЛО в районе Ярдли

Ожидаются гигантская комета и экокатастрофы

Разрабатывают искусственные строительные блоки жизни

Расширение Вселенной - загадка остается нерешенной

Секретной работы над инопланетными технологиями нет

Спутник Юпитера Европа производит мало кислорода

Стенограмма закрытого брифинга директора AARO

Титан является испытательным полигоном для метана

Устранение рисков, связанных с ИИ в научных исследованиях

Феномен огней Финикса все еще не разгадан

Череда странных происшествий в Мичигане

Что ждет Россию в високосном году

Что предсказывал Нострадамус России на 2024 год

Экзопланета обречена врезаться в свою звезду

Эксперты обвиняют правительство в искажении правды

Ясновидящая почистила клиентку на 67 млн рублей

Загадка богатой азотом галактики

ИИ доверили сеть железных дорог Китая

Искусственный интеллект назначает встречу в космосе

Как голландская деревня стала одержима НЛО

Как лучше всего упаковать вещи для полета в космос

Наблюдения НЛО в Западном Мичигане

Наблюдения НЛО над штатом Нью-Джерси

Никаких свидетельств сокрытия НЛО не обнаружено

Новое образование на кипящей поверхности Бетельгейзе

Облако НЛО привлекло внимание жителей Окленда

Огни Феникса стали легендой Аризоны

Пентагон одной рукой дает, а другой забирает

Разгадываем тайну оклахомского НЛО

Сеть небольших луноходов готова к запуску

Сокрытие фактов об НЛО рассмотрено в отчете Пентагона

Струя газа в атмосфере Юпитера колеблется раз в 4 года

США предлагает объяснение наблюдений НЛО

Таинственный монолит заметили на уэльском холме

Уфо-лоббист из Вашингтона опровергает отчет Пентагона

Человеческая моча стимулирует рост фасоли на Марсе

2024 год зеленого деревянного дракона, что нам несет

Реставрация зубов. Особенности и этапы

Звезда, разорванная на части черной дырой

ИИ для обнаружения скрытого космического мусора

ИИ, отслеживающий эмоции работников

Крупнейшая в мире конференция на тему НЛО

Лазерное оружие DragonFire показали в действии

Министерство обороны разрабатывает систему Гремлин

Новая порция данных об НЛО

Обнаружили старейшую мертвую галактику

Отчет Пентагона об НЛО вызывает много вопросов

Пентагон не скрывает технологии НЛО

Пентагон раскрыл новую систему наблюдения Гремлин

План Пентагона по реинжинирингу технологий НЛО

Последние наблюдения НЛО в Массачусетсе

Правительство США прячет тела инопланетян

Правительство США хотело реконструировать НЛО

Прокурор города Рок-Спрингс снял НЛО

Таинственные различия между живыми клетками

Телепортирующийся НЛО с оранжевыми огнями

Турист нашел таинственный серебряный монолит

Чем на самом деле является большинство НЛО

Британские охотники за НЛО вызвали инопланетный корабль

Гавайи - горячая точка для наблюдений НЛО

Где в нашей Солнечной системе может скрываться жизнь

Датчики Гремлин помогут выявлять аномалии на орбите

Доказательств существования инопланетян нет

Заявления о наблюдениях НЛО опровергнуты

Интригующие заявления Пентагона об НЛО

Китай клонирует пару тибетских коз

Китай установит на Луне всевидящую систему наблюдения

Майли Сайрус вступала в контакт с инопланетянином

Наблюдения НЛО были ошибочной идентификацией

Надежды найти жизнь на Европе рухнули

Нет никаких свидетельств инопланетных технологий

Нет никаких свидетельств контактов с инопланетянами

НЛО были ошибочно идентифицированы

Отчет Пентагона развенчивает мифы об НЛО

Официальные лица правительства США незнают о НЛО

Полиция Розуэлла представила новые нашивки с НЛО

Полное отсутствие доказательств существования НЛО

Уфолог вызвал инопланетный космический корабль

Риелторское агентство. Плюсы сотрудничества

Большинство НЛО были обычными объектами

Виновата ли Тейлор Свифт в теории заговора о соцсетях

Доказательств присутствия инопланетян не обнаружено

ИИ для ультразвукового исследования астронавтов

Инопланетяне или военная техника

Искусство ИИ и креативность человека

Как превратить Марс в пригодный для жизни мир

Миссия Кеплер позволила открыть тысячи экзопланет

Многие наблюдения НЛО были военными испытаниями

Мумифицированный плод может быть инопланетянином

Мы никогда не видели НЛО и не работали с их технологиями

Очень странное поведение электронов

Пентагон не нашел инопланетных технологий

Популярный уфологический подкаст

Портативные наборы для обнаружения НЛО

Программы обратного проектирования НЛО не существует

Рассекречена странная встреча пилота ВВС с НЛО

Сбитые НЛО не скрываются от общественности

Флагманская лаборатория ИИ кишит черной плесенью

Шерстистого мамонта воскресят к 2028 году

Психолог Андрей Курпатов. Психотерапия будущего в применении инновационных психоактивных аудиофайлов

Реставрация и ремонт ПВХ окон и дверей. Основные аспекты

Вот почему НЛО снова в новостях

Межзвездный сигнал инопланетян оказался грузовиком

НАСА представило дизайн сообщения для Европы

Не выявило никаких свидетельств внеземной жизни

Нет никаких свидетельств присутствия инопланетян

Ни какого сокрытия НЛО Пентагоном нет

НЛО - просто экспериментальные самолеты

НЛО были секретными аэрокосмическими испытаниями

Обнаружили экзопланету размером с Сатурн

Открытия в обломках сталкивающихся нейтронных звезд

Пентагон раскрыл причину всплеска внеземной активности

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика