Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

13.07.2018
14:33

Снимок: Живописный небесный «ландшафт»

13.07.2018
14:30

Ученые разрабатывают одежду, способную заряжать телефон

13.07.2018
14:24

В пятницу, 13-го произойдет солнечное затмение суперлуной

13.07.2018
14:21

Астрономы НАСА получили снимки опасного околоземного астероида

13.07.2018
14:03

Физики раскрыли загадку знаменитого Базельского папируса

13.07.2018
13:57

На полях Великобритании проступили следы древних цивилизаций

13.07.2018
13:53

Переписана история возникновения человечества

13.07.2018
13:04

Новые книги наших авторов. Соломон Воложин:"Тургенев ницшианец" и "Чудная чеховиана"

13.07.2018
06:10

Астрономы выяснили, где рождаются самые мощные космические лучи

12.07.2018
22:55

Ученые открывают на Марсе «призрачные дюны»

12.07.2018
22:52

Астрономы изучили два сверхъярких рентгеновских источника в галактике NGC 925

12.07.2018
19:47

Американцы поднимут сверхзвуковой лайнер в воздух в 2023 году

12.07.2018
19:41

Астрономы впервые нашли источник нейтрино сверхвысоких энергий. Это был блазар

12.07.2018
19:37

Российские школьники заняли второе место на Международной математической олимпиаде

12.07.2018
19:06

Началось производство ноутбуков на «Эльбрусах» ценой полмиллиона рублей

12.07.2018
14:41

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» будет изучать атмосферы газовых гигантов

12.07.2018
14:31

Антропологи нашли древнейшие каменные орудия за пределами Африки. Им два миллиона лет

12.07.2018
14:28

Средневысотный беспилотник впервые перелетел через Атлантику

12.07.2018
14:19

Физики уточнили вклад межзвездной пыли в поляризацию реликтового излучения

12.07.2018
14:14

Эксперименты не нашли распады нейтрона на фотон и темную материю

    Американские физики экспериментально проверили предположение, что часть распадов нейтрона происходит с образованием частицы темной материи и фотона, и показали, что с достоверностью около 97 процентов такие распады не наблюдаются. Таким образом, проблема времени жизни нейтрона остается открытой. Статья опубликована в Physical Review Letters, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

    Свободный протон стабилен с высокой степенью достоверности: в Стандартной модели время его жизни неограниченно, а альтернативные теории предсказывают время, много большее возраста Вселенной. Например, в наиболее простых теориях суперсимметрии (сокращенно SUSY) время распада протона составляет примерно 1030÷1036 лет, а экспериментально измеренное детектором Super-Kamiokande ограничение снизу достигает 1034 лет. Это на 25 порядков превышает возраст Вселенной, примерно равный 109 лет. Время жизни квантовой системы τ — это время, в течение которого вероятность остаться в исходном состоянии уменьшается в e раз; это время примерно в полтора раза больше периода полураспада T½ = τ∙ln2. С другой стороны, нейтрон, масса которого на 1,3 мегаэлектронвольт больше массы протона, легко распадается на протон, электрон и электронное антинейтрино (бета-распад). Из-за этого нейтроны могут жить неограниченно долго только внутри атомного ядра, а время жизни свободных частиц не превышает τ ≈ 15 минут.

    Тем не менее, ученые до сих пор не могут точно сказать, чему равно время τ. С одной стороны, теоретические оценки зависят от величины константы связи аксиального вектора с обычным (axial-vector to vector coupling ratio), которая измерена с относительной погрешностью около 0,2 процента; при времени τ ~ 900 секунд это дает абсолютную погрешность Δτ ~ 2 секунд. С другой стороны, эксперименты по прямому измерению времени жизни частицы расходятся еще сильнее. Например, эксперименты с нейтронами, помещенными в ловушку с бутылочным потенциалом, приводят к значению τ = 879,6±0,6 секунд, а оценка времени по содержанию протонов, образовавшихся в пучке нейтронов в результате бета-распада, дает величину τ = 888±2 секунды.

    Чтобы объяснить это расхождение, в начале этого года физики-теоретики Бартош Форнал (Bartosz Fornal) и Бенджамин Гринштейн (Benjamín Grinstein) предположили, что в части распадов нейтрона рождается не протон, а частица темной материи. Чтобы зарегистрировать такие частицы, нужно строить специальные сверхчувствительные установки, а через стандартные детекторы, которые ученые используют в экспериментах по определению времени жизни, темная материя проходит практически незаметно. В результате число распадов, происходящих в пучке, оказывается недооценено, а кажущееся время жизни нейтрона растет. Одно из предсказаний модели Форнала и Гринштейна — существование «наполовину видимых» каналов распада, в которых образуется как частица темной материи X, так и фотон, которые можно увидеть на практике. Более того, энергия фотона должна лежать в диапазоне от 782 до 1664 килоэлектронвольт: сверху она ограничивается требованием стабильности изотопа 9Be, а снизу — стабильностью частицы X. Подробнее про работу физиков можно прочитать в новости «Распады нейтрона указали на существование темной материи».

    В новой статье группа физиков под руководством Чжицзин Тана (Zhijing Tang) экспериментально проверила, существует ли в действительности такой канал распада. Для этого они поместили частицы, полученные на Лос-Аламосской установке по производству ультрахолодных нейтронов (Los Alamos UCN facility), в бутылку из нержавеющей стали, покрытую слоем никеля и фосфора. Предполагаемые фотоны ученые регистрировали с помощью детектора, состоящего из высокочистого германия (high-purity germanium, HPGe) и помещенного внутрь кольцевого детектора из германита висмута (bismuth germinate, BGO). Такая конструкция позволила исследователям сопоставить сигналы детекторов, исключить фоновые события и повысить точность измерений. Перед началом эксперимента физики откалибровали детекторы по известным линиям захвата нейтронов изотопами 58Ni, 56Fe и 35Cl, моделируя эксперименты с помощью GEANT4 и нормируя сигналы каждой из наблюдаемых линий.

    Число нейтронов внутри бутылки, необходимое для оценки скорости распада и ожидаемой интенсивности сигнала фотонов, ученые измеряли методом активации ванадия. В этом методе внутри бутылки, ближе к детектору, помещается небольшой цилиндр (диаметром около сантиметра), состоящий из фольги ванадия-51. Когда нейтроны детектора врезаются в фольгу, с вероятностью 84 процента они поглощаются ядрами ванадия и образуют радиоактивный изотоп ванадия-52, который распадается в течение четырех минут и излучает фотоны с характерной энергией 1434 килоэлектронвольт. Измеряя интенсивность этого сигнала и учитывая, что часть нейтронов отражается от фольги, можно оценить число частиц внутри бутылки. В частности, в данном эксперименте концентрация ультрахолодных нейтронов составляла примерно 9,5±1,3 частицы на кубический сантиметр.

    В результате ученые обнаружили, что в ожидаемом диапазоне от 782 до 1664 килоэлектронвольт не наблюдаются пики интенсивности, совпадающие с предсказанным уровнем сигнала — измеренная на практике интенсивность постоянна в указанном диапазоне и примерно в десять раз ниже теоретического значения. Таким образом, с достоверностью около 97 процентов эксперимент исключает сигнал от распада нейтрона по каналу n → X + γ. Наибольший вклад наблюдается при энергии около 1130 килоэлектронвольт, однако вероятность того, что он не является случайной флуктуацией, составляет всего 1,6 процента. Кроме того, физики зафиксировали пики с искомой интенсивностью при энергиях около 720 и 1780 килоэлектронвольт, однако они не входят в ожидаемый диапазон и, скорее всего, связаны с распадами изотопов 10C и 28Al, которые накапливаются в установке, а не с превращениями нейтронов в частицы темной материи. Разумеется, все еще остается возможным «полностью невидимый» канал распада, все продукты которого являются «темными», однако проверить это в прямом эксперименте при текущем уровне развития детекторов не удастся.

    Интересно, что статья Бартоша и Форнала, посвященная времени жизни нейтрона, вышла в Physical Review Letters только в середине мая этого года, хотя препринт работы был выложен на сайте arXiv.org еще в начале января. Из-за этого к моменту выхода статьи ученые уже успели проверить предложенную модель и обнаружить, что «наполовину видимый» канал распада не наблюдается. Например, препринт статьи группы Чжицзин Тана появился еще в феврале, и в скорректированной версии своей работы Бартош и Форнал уже ссылаются на него.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/07/12/no-dark-neutron

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:
<< 61|62|63|64|65|66|67|68|69|70 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList