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

Более 740 млн людей на Земле страдают от звона в ушах

Женщина родила сразу две пары близнецов

Жители Нью-Йорка пожалуюстся на нашествие крыс

Из рыбьей чешуи начнут производить телевизоры

Инопланетные вирусы - реальны ли они

Интересные факты о затонувшем городе львов

Китай начинают заполнять роботакси

Космические силы США привлекли робособак к патрулированию

Марсиане поломали марсоход Perseverance

Механик и инопланетный материнский корабль

Мифы и легенды Нижнего Тагила - 1

Нашли изображение мифического героя Актеона

Новые головы ольмеков нашли в Мексике

Под лапой Большого Сфинкса хранятся тайны потерянной цивилизации

Семья получила послание от умершего сына

Сохранять легкие вне тела научились до восьми часов

Странное похищение инопланетянами в Англии

Учёные считают, что они разгадали тайну лох-несского чудовища

Что скрывается за теориями заговора

Что, если инопланетяне действительно из другого времени

Боги, инопланетяне и религия. От древней Атлантиды до наших дней

Гигантский джет над Оклахомой достиг космоса

До выращивания человеческих органов далеко

Добыча металлов на Марсе

ИИ помогает обнаруживать новые космические аномалии

Миссии к Юпитеру могут помочь в поисках темной материи

Моделирование бесконечного множества хаотических частиц

Мэрилин Монро и другие загадочные смерти

Найдены загадочные клетки, которые создают стволовые клетки крови у млекопитающих

Наш мозг запрограммирован на то, чтобы продолжать хотеть большего

Наша фундаментальная модель Вселенной неверна

Никаких следов ореолов темной материи не найдено

НЛО пролетел над аэропортом Эль-Пасо

Пентагон открывает отдел по изучению НЛО

Первый в мире синтетический эмбрион

Подозрительные смерти в мире уфологии

Продолжительность земных дней загадочным образом увеличивается

Рассказ об огромном НЛО в море и замке СС

Тайна великого метеоритного дождя 1913 года

У Вселенной не должно быть ни начала ни конца

Был ли запретный плод в Эдемском саду яблоком

Венок на голове, магия и тайный смысл

Вещи, которые не стоит дарить своему парню

Волосы в сновидении, что они означают

Всё о банной магии и ритуалах

Голограмму человека впервые телепортировали в другую страну

Допустили существование планет из темной материи

Если мужчина увлёкся мистикой

Знаки Дьявола на ладони

Как защититься от энергетических вампиров

Как подобрать цветок по знаку Зодиака

Кислород влиял на эволюцию жизни на Земле до появления фотосинтеза

Кольцо, как сделать из него сильный оберег

Мозг человека не уменьшался

Осеннее равноденствие. Договор между светом и тьмой

Осеннее равноденствие. Ритуалы и обряды

Суд США подтвердил невозможность считать ИИ автором изобретений

Существует вероятность нашествия зомби

Ученые считают, что на Землю упал межзвездный объект

Фейк про изучение мистики спецслужбами СССР

Бигфут выгнал охотников из леса в Южной Каролине

Вещий сон принес женщине крупный выигрыш

Газовые гиганты превращаются в сверхземли

Земля стала вращаться быстрее и никто не знает почему

Искусственное мясо ни кому не нужно

Как не убить колонизаторов Марса

Канал History. Пришельцы, монстрология и поиски золота

Кошка стала поводырем для ослепшей собаки

Легендарного идола хотят назвать 'Шигиром из Екатеринбурга'

Мужчина выбросил биткоины и решил обратиться к роботам-собакам

Невероятное о зеркалах

После смерти мы остаемся в сознании от 2 до 20 секунд

Почему люди верят предсказаниям

Призраки, демоны, зомби-свиньи и грань между живым и мертвым

Пять главных открытий марсохода Curiosity

Рыбак поймал рыбу ростом с человека

Самые опасные существа в мире паранормальных явлений

Создание боевых вирусов против наций назвали невозможным

Странный взрыв НЛО над Невадой

США причастны к заражению Уго Чавеса раком и созданию ковида

Астрономические данные и поиск обитаемых миров

Белый диск замечен над Бразилией

Во что верят Раэлиты

Геоглифы Торгая нуждаются в изучении

Десятки НЛО пролетели мимо МКС

Джек Осборн отправляется на охоту за НЛО

Дрон поймал призрачный высокоскоростной НЛО

Женщина отращивала ногти 25 лет

Интерес к чёрным вертолётам межет погубить

Искусственный интеллект позволяет создавать новые белки

Межзвездный метеорит хотят поднять со дна океана

Метеориты проливают свет на происхождение летучих элементов Земли

НАСА ввязалось в гонку за НЛО

Обнаружена точка в мире, где чаще всего регистрируют НЛО

Обнаружили считавшийся исчезнувшим цветок магнолии

Пензенец на ГПЗ увидел НЛО

Работу органов свиней восстановили через час после смерти

Сиамских близнецов разделили с помощью виртуальной реальности

Смерть Мэрилин Монро. 60 лет тайн, интриг и заговоров

Яркий НЛО замечен над Колорадо

АНБ и конференция МУФОН 1978 года

Гадание на будущего мужчину на разбросанных вещах

Гипноз помог женщине справиться с зависимостью от газировки

Жители Пскова удивлены светящимся объектом в небе

Загадка Рендлшема и эксперимент с сознанием

Золотой город Эльдорадо - где находилась мифическая страна

Как гадать на будущее по магазинным ценам

Как по дате рождения узнать всё о прошлой жизни

Мессинг предупреждал об угрозе начала третьей мировой на востоке

Много таинственного скрывает Керченский полуостров

Николай Козырев. Энергия времени и Луна

Разработка моделей ИИ на основе активности человеческого мозга

Редкий белый слон родился в Мьянме

Рептилоиды, существуют ли они на самом деле

Связь между криптозоологией тайными обществами

Сто интересных фактов обо всем на свете

Таинственный металлический шар упал на Веракрус

Три коровы на Аляске погибли загадочным образом

Чумные призраки

Шоу Битва экстрасенсов является правдивым

Цепная ручная таль. Области использования и особенности строения

Бигфут замечен на ферме в Теннесси

Британцам перестанут показывать срок годности еды

Брэд Стайгер. НЛО, паранормальные явления и многое другое

В моем доме живут призраки

Ведущий 'Необъяснимо, но факт' рассказал о своей жизни

Вой бигфута записали в Лаудонвилле

Впервые измерили состояние связи света и материи

Зафиксирован самый короткий день на Земле

Камень Чинтамани, Агарти и Шамбала

Летающий автомобиль, напоминающий Ferrari

Лунный календарь на сентябрь 2022 года

Материнский корабль инопланетян замечен около Юпитера

Монстры гор. Дикари и мохнатые существа

Найдена увеличивающая продолжительность жизни молекула

Невероятные изобретения и достижения древних Майя

Несси и плезиозавы, которые никогда не жили в Лох-Нессе

Новые доказательства возникновения жизни из простых молекул

По следу адам-киика

Почему некоторые метеоры ярко-зеленые

Предсказание индийского пророка

Прогноз по картам Таро на сентябрь 2022 года

Скоро покойник поделится секретами загробной жизни

Солнце вращается вокруг Земли, а люди жили рядом с динозаврами

Составили карту распределения темной материи

Суперземля Ross 508b находится в обитаемой зоне красного карлика

Удивительная карта плотности населения в США

Формула для идеального ночного сна

Фэн-шуй прогноз на сентябрь 2022 года

Энцелад признан пригодной для жизни

Якутское чудовище и молебский треугольник

Выдвинули новую версию о линиях на плато Наска

Когда звезды поедают свои планеты

Контакты африканского племени Догонов с пришельцами

Красные огни заметили над Калифорнией

Неисправности и неопознанные объекты

Несколько странных радиоисточников в отдаленном скоплении галактик

Охотник на Несси уже 31 год живет на берегу озера

Планете Х негде спрятаться

Правительственные проекты по исследованию сверхъестественного

Представлен первый прототип аэротакси с вертикальными взлётом

Пролеты звезд оставляют неизгладимый след во вновь формирующихся планетных системах

Создали бумажную батарейку, которая активируется каплей воды

Стоунхендж может быть древним солнечным календарем

Тайны некоторых атмосферных явлений остаются необъяснимыми

Теория заговора о том, что марсоходы ездят по острову Девон

Хозяин паба, что в его заведении обитает призрак

Церера до сих пор проявляет геологическую активность

Человечество на пороге открытия жизни на Марсе

Чупакабра атаковала деревни на Вологодчине

Чупакабру убили в Башкирии

Полное руководство по ремонту вашей квартиры

Британский доктор снял странные НЛО

Вырастили растения на астероидном грунте

Загадочное писающее дерево Тайваня

Леденящее кровь исчезновение ядерной бомбы Тайби-Айленда

Набережную Ялты оккупировали гадалки

Наблюдение НЛО детьми с учителем в Уэльсе

Нашли ранее неизвестные структуры внутри метеорита

Отыскали четыре пропущенные загадочные сигналы

Охотник за привидениями показал сахалинцам мистическое здание

Пирамида Хеопса состоит из трёх пирамид

Предвыборные теории заговора охватили сообщество Невады

Пятое доказательство тройственности пирамиды Хеопса

Секретная космическая программа США

Синий цвет от экранов телефонов и компьютеров сокращает жизнь

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика