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

ВВС США получили первое аэротакси Joby Aviation

Группу НЛО сняли над Сахалином

Динозавры вымерли из-за извержения мега-вулкана

Загадочный феномен НЛО в Великобритании

Звездные войны помогут понять почему происходят революции

Инопланетное вторжение отменяется

Инопланетные мумии могут быть маленькими ламами

Искусственный интеллект поможет исследовать НЛО

Какими будут похороны и загробная жизнь к 2050 году

Канал NBC Nightly News случайно запечатлел белый НЛО

Люди в черном зашли на огонек

Марсоход запечатлел пыльного дьявола

Мозг младенца вылез за пределы черепа

Мы должны найти жизнь в радиусе 60 световых лет

Научно-фантастические книги помогают лучше понимать науку

Новый документальный фильм Спилберга расскажет о НЛО

Пентагон запросил экстренное разрешение на НЛО

Пониманием биосигнатур представляет собой головоломку

Почему в США так озабочены пришельцами

Пришельцы прикидываются землянами

Происхождение этих быстрых радиовсплесков является тайной

Реальная история появления НЛО в валлийской деревне

Роль связующего звена НАСА в офисе Пентагона по НЛО

Самые важные пророчества Нострадамуса для России

Самый продвинутый робот пытается произвести впечатление

Сколько минут повседневной активности продлевают жизнь

Странное существо притаилось на крыше автотрейлера

Телефон ChatGPT находится в разработке

Ужасы Плам-Айленда. Гибриды и насекомые-убийцы

Цифровая платформа для дистанционных исследований сна

Антиматерия падает на Землю, как обычная материя

Загадочная вспышка обнаружена на молодом звездном объекте

Загадочная черная пыль с астероида Бенну

Загадочные камеры пирамиды Сахура

Загадочные случаи с жуткими и проклятыми картинами

Инопланетяне, демоны или психопаты

Неопознанный объект в небе над Воронежем переполошил жителей

НЛО взволновал жителей Воронежской области

НЛО длиной в милю покажут в новом фильме Netflix

Новый сериал Netflix исследует сообщения о встречах с НЛО

Парадокс чайного листа для изучения наножидкостей

Подразделение MUFON в Коннектикуте изучает НЛО

Прогнозируется прорыв в области ИИ к 2030 году

Происхождение колец и ледяных спутников Сатурна

Радиогалактика M87 подтверждает вращение черной дыры

Сворачивание РНК может сыграть роль в возникновении жизни

Связанные разломы объясняют древнюю мифологию

Таможня США опубликовала видеоролики с НЛО

Фермер пополнил метеоритное наследие

Четыре НЛО зависли над провинцией Кхонкэн

Биотехносферы как часть планетарного разума

Влияние солнечных затмений на структуру атмосферы Земли

Завершился праздник 'Летающая тарелка Чехалиса'

Загадочные узоры марсианских камней

Зачем строить мегаструктуры, проще перемещать планеты

Китай будет строить базу внутри лунной лавовой трубы

Люди живут в компьютерной симуляции инопланетян

Мы вступаем в новый золотой век НЛО

Мы находимся на пороге бума летающих такси

НАСА представило новейшее оружие для поиска НЛО

Подразделение MUFON открыло новый сезон лекций

Пролили свет на пути эволюции черных дыр

Следующая пандемия унесет 50 миллионов жизней

Слияние двойного кислородно-неонового белого карлика

Составили глобальный атлас ведьминых кругов

Таинственная черная пыль с астероида Бенну

Таинственный Аляскинский треугольник

Труп мужчины мумифицировался за 16 дней

Черные дыры образуются внутри звездных скоплений

Что нужно делать чтобы дожить до 100 лет

Преимущества и технические характеристики Changan Lamore

Виды чисток лица. Почему нужно обращаться к косметологу

Платформа Filllin.ru. Как выбрать идеальное место для механической чистки лица

Байден не защитит американцев от инопланетян

В поисках доказательств инопланетной жизни

Внеземная цивилизация ищет контакт с Россией

ИИ ChatGPT научился понимать голосовые команды

ИИ способен обнаруживать инопланетян с точностью до 90%

Имплантаты для управления компьютерами силой разума

Искривление нашей галактики обьясняет темного гало

Исследование проливает новый свет на странные лавовые миры

Исчезновение 20 000 человек в Аляскинском треугольнике

Машинное обучение разгадывает тайны атомной геометрии

Можем ли мы найти другую Землю

Обнаружена новая экзопланета с низкой плотностью

Открыли новый способ проверить наличие жизни на Марсе

Песчаные дюны раскрывают характер ветров на Марсе

Радиосигналы раскрывают тайны скрытых черных дыр

Робот-гуманоид Теслы занимается йогой

Сильная жара может уничтожить людей и млекопитающих

Сотовые структуры Марса связали с испарением соленой воды

Темные века нашей Вселенной

ЦРУ намерено выпустить собственную версию ChatGPT

Загадочный Аляскинский треугольник

ИИ в школе поможет учащимся стать более творческими

ИИ научили расшифровывать кудахтанье куриц

ИИ расскажет существовала ли жизнь на Марсе

ИИ ускоряет открытие лекарств в 10 раз

Лас-Вегас становится главной точкой наблюдения НЛО

Микробы могут помочь в поисках внеземной жизни

НАСА впервые доставило на Землю образец астероида

НАСА обнародовало имя своего первого царя НЛО

НЛО ворвался в огненное сердце вулкана Попокатепетль

НЛО сняли в Лакхнау

Община Миссисипи отметит похищение инопланетянами

Получен спектр экзопланеты TRAPPIST-1b

Почему Эйнштейн должен ошибаться

Правительство США готовится объявить об инопланетянах

Протуберанец дает информацию о космической погоде

Сюрпризы звездообразования в незапамятные времена

Теперь мы можем заглянуть в эпоху Создания

Хакер раскритиковал утверждение НАСА об инопланетянах

Хамбо Лама заявил об инопланетянах

Что делает фильм запоминающимся. Анализ ключевых элементов выдающихся кинолент

Платформа Filllin.ru. Как найти идеального врача для увеличения губ

Астрономы переписали теории космической эволюции

Внеземные ресурсы создадут быстро развивающийся рынок

Девочку с 26 пальцами назвали инкарнацией богини

Деми Ловато видела НЛО и верит в инопланетян

Должна ли Великобритания относиться к НЛО более серьёзно

Измерения серы открывают двери для лунной науки

Инопланетяне уничтожают города США

Как жить со смертельной аллергией на солнце

Материал с астероида доставили на Землю

Материя с Бенну поможет изучить многообразие астероидов

Мужчина покинул свой номер из-за призраков

Мы пока не можем увидеть первые звезды

Негативные ретвиты усиливают теории заговора

НЛО залетел на съемки новостей

Открыта новая сверхновая типа I

Перестрелка с пришельцами на базе Дульсе

Потрясшее мир похищение инопланетянами

Разгадка тайн стеклообразных жидкостей

Солнечные паруса помогут достичь Марса за 26 дней

Черные дыры Керра могут усилить новую физику

Воблер. Конструкция, разновидности, параметры выбора

Внутри британской Зоны 51

ИИ Google предсказывает опасность генетических мутаций

Когда во Вселенной появились первые экзоконтиненты

Марсоход помогает НАСА проводить больше исследований

На Марсе был обширный северный океан

Наблюдение НЛО в Британской Колумбии

Нам следует искать маленькие горячие сферы Дайсона

НАСА выступает против стигмы НЛО и инопланетян

НАСА ищет доказательства древней микробной жизни на Марсе

НАСА планирует разобраться в необъяснимых наблюдениях

Океан является источником углекислого газа на Европе

Первый контакт может обернуться благом для человечества

Под Уфой в небе замечено странное явление

Посмотрите трейлер нового фильма о заговоре НЛО

Связь между запутанными частицами и червоточинами

Существование внеземных НЛО не доказано

Таинственные руины в лесу Кайманава

Хирурги во второй раз пересадили человеку ГМ-сердце свиньи

Черные дыры растворяются быстрее, чем ожидалось

Эксперт по НЛО высказался о телах инопланетян

Поздравления в стихах и прозе на специализированном портале для разных адресатов и случаев

Астероид Бенну может врезаться в Землю

Все больше авторов присоединяются к иску против ChatGPT

Документы и видео НЛО обнаружены таможней

Дух заставил меня спрыгнуть с моста в воду

Жизнь на далекой планете не похожа на жизнь на Земле

Загадочная синяя молекула поможет использовать энергию света

Зонд НАСА доставил самый большой образец с астероида

Избыточное количество кислорода на поверхности Каллисто

Инопланетянка была беременна когда умерла

Марко Поло видел драконов в Китае

Марсоход нашёл речные камни

Млечный Путь в глазах гравитационных детекторов

НАСА будет изучать трупы инопланетян

Начинается гонка за открытие пригодных для жизни миров

Новые документы проливают свет на разоблачителя НЛО

Обвинения в колдовстве являются профессиональным риском

Обнаружена экзопланета из чистого железа

Онтарио опережает другие провинции по числу наблюдений НЛО

Опровергнуто правило деревьев Леонардо да Винчи

Подопытные обезьяны Neuralink умерли из-за имплантатов

Программа по возвращению образцов с Марса нереализуема

Разведывательное сообщество не расследовало программы НЛО

Связь темных фотонов с темной материей

Тайна исчезающих людей в пещере Смертной песни

Таможенная служба США опубликовала серию видео НЛО

Таяние Земли-снежка и эволюция ранней жизни

Теория об негативных мыслях оказалась неверна

Хакер нашел доказательства существоания НЛО

Черный пончик заметили в Вулверхемптоне

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика