دقیق ترین اندازه گیری از طول عمر نوترون انجام شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از فیز، نتایج تحقیق این تیم که شامل محققان بیش از ۱۰ آزمایشگاه ملی و دانشگاه در آمریکا و سراسر جهان، نشان دهنده ارتقای ۲ برابری دقت اندازه گیری نسبت به تلاش‌های پیشین است. در این اندازه گیری میزان خطا کمتر از یک دهم درصد بوده است.

تحقیق مذکور در ژورنال «فیزیکال ریویو لترز» منتشر شده است. دیوید بکستر مدیر دپارتمان کالج هنر و علوم UI بلومینگتون می‌گوید: این تحقیق استاندارد جدیدی برای یک اندازه گیری تعیین می‌کند که اهمیت زیادی برای پاسخ به سوالاتی مانند فراوانی نسبی عناصر ایجاد شده در جهان اولیه دارد.

هدف این آزمایش اندازه گیری مدت زمان متوسطی است که یک نوترون آزاد خارج از هسته اتم باقی می‌ماند. دانیل سالوات محقق ارشدی آزمایش در این باره می‌گوید: فرآیندی تبدی نوترون به پروتون با انتشار الکترون نوری و یک نوترینو تقریباً بدون جرم انجام می‌شود. این اندازه گیری از آن جهت اهمیت دارد که عمر دقیق نوترون به درک چگونگی تشکیل جهان کمک می‌کند.

نوترون‌های مورد استفاده در این تحقیق توسط منبع «اولت را کولد» در مرکز علمی Los Alamos Neutron Science در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس تولید شده است. آزمایش UCNtau این نوترون‌ها را که دمای آنها تقریباً به صفر مطلق کاهش می‌یابد ، در داخل وانی که با حدود ۴ هزار آهنربا پوشیده شده، به دام می‌اندازند.

محققان پس از ۳۰ تا ۹۰ دقیقه انتظار، نوترون‌های باقی مانده در وان را می‌شمارند. طراحی منحصر به فرد تله UCNtau سبب می‌شود نوترون‌ها بیش از ۱۱ روز ذخیره شوند. این مدت زمان بسیار طولانی‌تر از طرح‌های قبلی است و نیاز یه اصلاحات سیستماتیکی را به حداقل می‌رساند که ممکن است نتایج اندازه گیری های طول عمر را دچار مختل کنند.

محققان این پژوهش طی ۲ سال بیش از ۴۰ میلیون نوترونی که با این روش به دام افتاده بودند را شمارش کردند. این تلاش‌ها پایان نامه گونزالس بود که به عنوان دانشجو داده‌ها را در Los Alamos IU را از ۲۰۱۷ تا ۲۰۱۹ جمع آوری کرد و رهبری تحلیل منتشر شده را برعهده داشت.