在UCNτ团队于2017年和2018年进行的两个瓶方法实验中 , 研究人员通过不同的步骤来冷却中子 , 最后的关键步骤是让中子与固态的寒冷的氘相互作用 , 使中子失去能量 , 从而将中子减速到超低温度 。 他们将这些中子置于一个浴缸大小的真空瓶中 , 瓶子装置配备有约4000块磁铁 , 强大的磁场可以阻止中子与瓶子表面接触 , 从而将自由的中子困在瓶中 。
本文图片
在瓶子中 , 这些中子开始衰变为质子 。 在每轮实验中 , 中子会被置于瓶子中一段足够长的时间 。 研究人员要做的就是通过复杂的数据分析方法 , 在每个周期结束的时候 , 清点瓶中的剩余中子 。 接着 , 他们会将新的中子再次装入瓶中 , 重新开始这个过程 。 在两年多的时间里 , 研究人员通过这两个实验总共统计了4000万个中子 。
为了消除测量过程中可能出现的任何由人为因素导致的偏差 , 合作组分成三个小组 , 分别由加州理工学院、印第安纳大学 , 以及洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的研究人员领导 , 以一种“盲”的工作方式展开研究 。
每个小组都配有一个“假”的时钟 , 这些时钟被故意调节得更慢一些 , 这一“错误”直到实验的最后才会被纠正 。 如此一来 , 研究人员就无法知道实际究竟经过了多长时间 , 也就无从知道中子的实际寿命 。 这使得实验更加可靠 , 因为它避免了研究人员为了使结果符合预期数值 , 而造成的有意识或无意识的偏差 。
在实验完成并收集了所有数据后 , 三个小组使用了不同的方法来分析数据 。 令人惊喜的是 , 三个小组发现 , 虽然他们采用了不同的数据处理方式 , 却得出了几乎相同的答案 , 这是惊人一致的结果 。 最后 , 研究人员得出中子衰变的平均时间为877.75秒 , 计算精度优于百万分之四百 , 是迄今为止最精确的结果 。
本文图片
然而 , 新的结果仍然无法解释为什么用瓶方法和束方法得出的结果会出现9秒左右的不一致性 。 这意味着这两种测量方法之间仍然存在分歧 , 它表明要么其中一种方法存在系统性错误 , 要么物理学中存在某些仍有待理解的未知事物 。
但新的精确结果为解决中子寿命之谜提供了独立的评估 , 帮助科学家更接近一个答案 。 现在 , UCNτ团队正在进行新的改进 , 以求进一步提高精度 。 在未来的实验规划中 , 物理学家们也将进一步完善束方法进行的测量 , 从而最终找出导致中子寿命之谜的 , 究竟是系统性误差还是新的物理学 。
推荐阅读
- 星链|石豪:在太空,马斯克和美国当局是如何作恶的
- 下架|APK Installer 和 WSATools 同时躺枪:冒牌应用登陆微软应用商店
- 软件和应用|AcrylicMenus:让Windows 10右键菜单获得半透明效果
- 技术|使用云原生应用和开源技术的创新攻略
- 软件和应用|iOS/iPadOS端Telegram更新:引入隐藏文本、翻译等新功能
- 实力比|小米12对标苹果遭嘲讽?雷军:国产手机的实力比想象中强,有和苹果比较的勇气
- Apple|法官称苹果零售店搜包和解协议虽不完美,但可继续进行
- 部落|excel固定显示行列视频:应用冻结窗格同时固定标题行和列
- 最新消息|宝马LG和其他公司正考虑使用量子计算机解决具体问题
- 通信运营商|英国沃达丰、EE和Three将在2022年一同恢复欧盟漫游费用