Μόνο 14.8 λεπτά ζωής έχουν τα ελεύθερα νετρόνια

Από σελίδα του EyrekAlert, 14 Οκτωβρίου 2003

Έτσι και ελευθερωθεί από τον πυρήνα ενός ατόμου, ένα νετρόνιο ζει κατά μέσον όρο 886,8 δευτερόλεπτα (περίπου 14,8 λεπτά), συν ή μείον 3,4 δευτερόλεπτα, σύμφωνα με τις πρόσφατες μετρήσεις που έγιναν στο Εθνικό Ίδρυμα Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST).

Αυτή η μέτρηση, που δημοσιεύεται στην πρόσφατη έκδοση του Physical Review Letters του Οκτωβρίου, είναι η ακριβέστερη που έχει γίνει ποτέ, χρησιμοποιώντας ακτίνες νετρονίων και είναι το αποκορύφωμα, σχεδόν, 10 χρόνων εργασίας. Οι ερευνητές μέτρησαν τα σωματίδια που προέκυψαν από τη διάσπαση των νετρονίων.

Η νέα τιμή της διάρκειας της ζωής των νετρονίων είναι συνεπής προς τις τρέχουσες θεωρίες των φυσικών για τα σωματίδια και τις δυνάμεις της φύσης. Επίσης, θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν καλύτερα τη δημιουργία της ύλης αμέσως μετά από τη γέννηση του σύμπαντος, ένας σημαντικός παράγοντας στο να καθοριστεί από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν σήμερα.

Οι επιστήμονες έχουν μετρήσει τη διάρκεια ζωής του νετρονίου από τις αρχές της δεκαετίας του '50. Έχει γίνει κι άλλη μέτρηση, το 2000, από μια διαφορετική ερευνητική ομάδα που χρησιμοποίησε μια διαφορετική μέθοδο. Αυτή όμως η τεχνική των ακτίνων νετρονίων, ενώ είναι λιγότερο ακριβής από την προγούμενη, δίνει έναν ισχυρό, ανεξάρτητο έλεγχο πάνω στη διάρκεια της ζωής των νετρονίων και μειώνει τη γενική αβεβαιότητα για τον χρόνο ζωής.

Καθώς τα νετρόνια πεθαίνουν, διασπώνται σε άλλα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων και των πρωτονίων. Η ομάδα που καθοδηγήθηκε από το NIST, μέτρησε ταυτόχρονα και τον αριθμό νετρονίων και τον αριθμό των πρωτονίων που σχηματίστηκαν όταν διασπάστηκαν τα νετρόνια.

Μια ακτίνα αργά κινούμενων νετρονίων πέρασε μέσω ενός θαλάμου κενού. Καθώς τα νετρόνια διασπώνταν, δημιουργήθηκαν θετικά πρωτόνια και συλλήφθηκαν με μια ισχυρή ηλεκτρομαγνητική παγίδα.

Περιοδικά οι ερευνητές άνοιγαν την παγίδα, και μετρούσαν τα πρωτόνια καθώς αυτά έπεφταν πάνω σε έναν ανιχνευτή ημιαγωγό, παράγοντας έτσι ένα ηλεκτρικό σήμα.