桂林的第一场雪成功测量了中子的寿命,精度非常高

2021-11-26 12:05:04 文章来源:网络

来源:搜狐

又突破了[捂脸],美国科学家们以极高的精度测量了原子核外中子的寿命,刷新了70年的世界纪录。根据这次的数据,中子存活了14.629分钟,或877.75秒,我们知道,中子是没有生命的。但是作为原子核组成部分的粒子确实会衰变为带正电的质子和其他粒子。原子外的中子称为自由中子,它们衰变的时间对物理学家来说是一件至关重要的事情,科学家们试图了解在极早期宇宙中有多少中子可以形成第一颗原子核,不同数量的中子会产生我们今天在宇宙中发现的不同数量的元素,是这些元素产生了生命。

科学家们多年来一直知道,一个孤独的中子将在大约四分之一小时内死亡,这可以追溯到1951年对自由中子衰变的最初测量。但是,这项新的测量是洛斯阿拉莫斯中子科学中心UNCtau装置多年实验的结果,是同类测量中最精确的。

当谈到自由中子的寿命时,有两种长期存在的测量中子寿出液切命的方法。一种是束流法,它观察中子束,计算中子衰变时出现的质子数。另一种是瓶颈法,将自由中子捕获在一个大的、冷的、磁化低常的碗(或瓶子)中,并计算剩余中子的好各控数量,这次实验用的是第二种办法。

在宇宙的最初几微秒里,温度非常高,没有质子、中子或原子核,都是被称为夸克汤的物质。不久之后,夸克凝聚成我们称之为质子和中子的结构。几秒钟后,宇宙开始冷却,质子和中子相互结合形成轻元素氢、氦和锂。那么,如果中子的寿命很短,所有的中子都会很快变成质子,如果这样的话我们的早期宇宙中只能拥有氢,所以中子寿命对于科学家们了解宇宙起源和宇宙极早期的情况十分重要。

来源:宇宙与科学

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