Nevtroni razpadajo!

Danes bomo v Znanstvenem britoffu govorili o nevtronu in najpomembnejšem parametru njegovega razpada, razpadnem času. Prosti nevtroni, vezano stanje dveh kvarkov »dol« in enega kvarka »gor«, so po naravi nestabilni. Pri jedrskem razpadu beta eden od kvarkov »dol« razpade v kvark »gor«, pri tem pa nastane proton. Življenjski čas prostega nevtrona so v centru Los Alamos Neutron Science Center v ZDA uspeli izmeriti na približno štiri stotinke odstotka natančno, s čimer so za skoraj tretjino izboljšali natančnost prejšnjih meritev.

Fiziki in fizičarke so podatke dobili iz okoli 36 milijonov preživelih ultra hladnih nevtronov, pridobljenih iz trdnega devterijskega vira. Kinetična energija teh nevtronov je le nekaj sto nanoelektronvoltov, zato jih je mogoče hraniti v magnetno-gravitacijski pasti. V sklopu treh analiz, ki so zajemale meritve brez razkritja rezultatov, s čimer je bil minimaliziran statistični šum, so primerjali podatke  že dolgo shranjenih nevtronov in tistih, ki so bili v past shranjeni nedavno. Obe tehniki sta podali konsistenten rezultat, da nevtron živi malo manj kot 878 sekund ali dobrih 14 minut in pol.

V eksperimentu so fiziki in fizičarke ultra hladne nevtrone poslali v polarizacijsko komoro, kjer so jih z zelo močnim magnetnim poljem in z adiabatnim obračanjem spina polarizirali. Nato so v magnetno-gravitacijsko past ujeli nevtrone, ki lahko zaradi odsotnosti stika z drugo snovjo ali s stenami pasti razpadajo nemoteno. Znanstveniki in znanstvenice so nato v različnih časih z merilnikom prešteli preostanek nevtronov v pasti in tako izračunali razpadni čas.

Da so zagotovili »slepoto« obdelave podatkov, so slednje obdelali v treh različnih in neodvisnih analizah. Rezultatov analiz in s tem življenjskega časa niso razkrili vse do konca, da bi preprečili morebiten subjektivni šum. Vse tri analize so na koncu podale konsistenten rezultat, s čimer je raziskovalna skupina pridobila do sedaj najnatančnejšo vrednost življenjskega časa nevtronov.

Zaradi natančnosti bodo bolje izvedeni tudi vsi prihodnji poskusi z nevtroni, s čimer se bo naše razumevanje standardnega modela in nevtronskega razpada izboljšalo.

Z nevtroni se je za čas njihovega življenja družil Filip.