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中子壽命的最新測量結果,兩種中子實驗的差異能告訴我們什么

發布時間:2025-10-27閱讀(4)

科學家們多年來早就知道,一個自由的中子會在大約15分鐘內“死亡”,這可以追溯到1951年對自由中子衰變的最初測量。實際上,有兩種長期存在的測量中子壽命的方法。一種是束法,觀察一束中子,計算中子衰變時出現的質子數。另一種是瓶子法,將自由中子困在一個大的、冷的、磁化的瓶子中,并計算剩余中子的數量。

簡單來說,瓶子法實驗測量“幸存者”,束方法實驗測量“死者”。但是,束方法產生的結果比瓶子法長了9秒,并且這兩種方法的誤差棒是不重合的。物理學家們不知道這種不匹配是否是新物理學的標志,目前還沒有人能理解。

因為瓶子法測量的是幸存的中子,它從定義上忽略了中子衰變時發生的任何事情。如果新的物理學開始發揮作用,這可能意味著中子除了貝塔衰變之外,還會通過其他方式衰變,產生除了質子之外的新粒子。

這種方法的誘人之處在于,它可以預測出瓶子法得到的壽命會比束方法的壽命低,因為還有另一個通道。如果這種差異的答案確實是新的物理學,那么束方法和瓶子法實驗家只有在一次又一次地證明他們各自的實驗沒有不確定性,也沒有更大的系統誤差之后才會知道。(www.ws46.com)

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