После того, как нейтрон в силу каких-либо причин покидает свое "насиженное гнездышко" внутри атомного ядра, он, как известно, становится нестабильным. Недавние измерения, проведенные в американском Национальном институте стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology - NIST), позволили уточнить, какова цена этой свободы: изолированный нейтрон живет в среднем 886,8 секунды (то есть приблизительно 14,8 минут) плюс-минус 3,4 секунды.

Этот результат, полученный в ходе десятилетних экспериментов с нейтронными пучками и обнародованный 10 октября в Physical Review Letters, является самым точным на сегодняшний момент. Новое значение жизни нейтронов хорошо согласуется с современными физическими теориями элементарных частиц и поможет ученым лучше понять процессы формирования материи в первые мгновения после рождения Вселенной, ведь время нейтронного распада - важный коэффициент, от величины которого зависит состав современного мира.

Ученые измеряли время жизни нейтрона с начала 50-х годов прошлого века (сама эта частица открыта в 1932 году Дж.Чедвиком, показавшим, что жесткое проникающее излучение, возникающее при бомбардировке ядер бериллия альфа-частицами, состоит из электрически нейтральных частиц с массой, примерно равной протонной). До настоящего времени самый точный результат был достигнут в 2000 году другой группой исследователей, использовавших иной метод, так что теперь, можно сказать, проведена независимая проверка прежнего значения, позволившая ощутить полную уверенность в точности физических данных.

При распаде нейтронов рождаются другие частицы, в том числе протоны (процесс называется бета-распадом, помимо протонов появляются электроны и электронное нейтрино). Пучок медленных нейтронов был помещен в специальную вакуумную установку. Исследователям из NIST требовалось подсчитывать исходное число нейтронов и число протонов, родившихся в результате распадов этих нейтронов. Рождавшиеся протоны, в отличие от нейтральных нейтронов, имеют положительный заряд, поэтому они тут же оказывались в электромагнитной ловушке. Периодически содержимое этой ловушки пересчитывалось - протоны попадали в полупроводниковый датчик, производя электрический импульс.

Источник:
Only 15 Minutes of Life, No Fame, for Lone Neutrons - News from NIST