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悬浮产生更好的中子寿命测量

2019-05-27

  排斥可以有其优点。在洛斯阿拉莫斯国家实验室的直线加速器进行实验的情况下,排斥磁场和智能探测器系统允许超冷中子悬浮,因此可以更准确地测量它们的实际寿命。这是第一次,测量结果被认为足够准确,以至于潜在的修正值不大于不确定性。

  “在一个原子内安全地回家时,中子不存在眨眼的风险。但就其自身而言,它们的平均寿命大约为15分钟,”洛斯阿拉莫斯物理学家史蒂文克莱顿说,他是一篇新论文的作者之一。今天在“ 科学 ”杂志上发表。“这在更大的科学背景下很重要,因为平均寿命取决于粒子物理标准模型中的基本参数。” 多年来,人们已经尝试了许多含有颗粒和测量其寿命的方法 - 涂油瓶,被陷阱包围的中子束,各种巧妙的方法来确定中子衰变成质子的确切时间。但是每种方法的时间总是存在差距,这让科学家对正在使用的标准模型物理学和测量方法中显示的变化都产生了怀疑。现在,通过在非对称存储陷阱表面上方悬浮极化的超冷中子,它们能够防止被捕获的中子与陷阱壁相互作用,以更高的精度测量中子,

  在洛斯阿拉莫斯中子科学中心(LANSCE)使用800 MeV质子束释放束缚中子,然后将它们注入磁阱(底部和侧面的区域以及顶部的重力关闭),团队能够捕获一群中子并将它们保持在原位长达一个小时,直到探测器降低到位。对于实验而言其动能太大的中子被转移出陷阱,并且尚未衰变的中子撞击探测器桨的硼层,在那里它们被重新吸收到物质中并因此被检测到。比较不同存储时间后幸存者的数量产生平均中子寿命。

  现在已经工作了10年的团队包括来自洛斯阿拉莫斯,印第安纳大学,三角大学核实验室,北卡罗来纳州立大学,橡树岭国家实验室,弗吉尼亚理工学院和州立大学,西点军校,加州研究所的科学家技术,田纳西理工大学,DePauw大学和俄罗斯Dubna核研究联合研究所。

  这项工作得到了洛斯阿拉莫斯实验室指导研究与开发(LDRD)办公室,橡树岭国家实验室LDRD计划,国家科学基金会,NIST精密测量基金,IU空间时间对称中心和美国能源部的支持。 ,科学办公室,核物理办公室。

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