中子寿命的最新测量结果，两种中子实验的差异能告诉我们什么
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一个国际研究小组最近以极高的精确度测量了原子核外中子的寿命 。 根据他们的测量 ， 中子存活了14.629分钟或877.75秒 。
原子外的中子被称为自由中子 ， 它们衰变的时间对于物理学家来说是非常重要的 ， 他们试图了解在极早期宇宙中有多少中子可以形成第一个原子核 ， 同数量的中子会产生我们今天在宇宙中发现的不同数量的元素 。
科学家们多年来早就知道 ， 一个自由的中子会在大约15分钟内“死亡” ， 这可以追溯到1951年对自由中子衰变的最初测量 。 实际上 ， 有两种长期存在的测量中子寿命的方法 。 一种是束法 ， 观察一束中子 ， 计算中子衰变时出现的质子数 。 另一种是瓶子法 ， 将自由中子困在一个大的、冷的、磁化的瓶子中 ， 并计算剩余中子的数量 。
简单来说 ， 瓶子法实验测量“幸存者” ， 束方法实验测量“死者” 。 但是 ， 束方法产生的结果比瓶子法长了9秒 ， 并且这两种方法的误差棒是不重合的 。 物理学家们不知道这种不匹配是否是新物理学的标志 ， 目前还没有人能理解 。
因为瓶子法测量的是幸存的中子 ， 它从定义上忽略了中子衰变时发生的任何事情 。 如果新的物理学开始发挥作用 ， 这可能意味着中子除了贝塔衰变之外 ， 还会通过其他方式衰变 ， 产生除了质子之外的新粒子 。
【中子寿命的最新测量结果，两种中子实验的差异能告诉我们什么】这种方法的诱人之处在于 ， 它可以预测出瓶子法得到的寿命会比束方法的寿命低 ， 因为还有另一个通道 。 如果这种差异的答案确实是新的物理学 ， 那么束方法和瓶子法实验家只有在一次又一次地证明他们各自的实验没有不确定性 ， 也没有更大的系统误差之后才会知道 。
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