martes, 3 de diciembre de 2013

Discrepancia en la vida del neutrón aún sin resolver

Fuera del núcleo, el protón permanece estable durante al menos 1034 años, pero un neutrón aislado sobrevive tan solo 15 minutos antes de desintegrarse en un protón, electrón y antineutrino. Los astrofísicos confían en un valor preciso del tiempo de vida de un netrón libre para calular la velocidad de nucleosíntesis durante el big bang, mientras que los físicos de partículas lo usan para restringir parámetros fundamentales del modelo estándar. Los tiempos de vida medidos hasta ahora han variado alrededor de un porcentaje, dependiendo de la técnica experimental. Ahora, los últimos refinamientos del tiempo de vida del neutrón en un tipo de experimento ha dejado dicha discrepancia sin resolver.

Los investigadores han confiado en dos estrategias experimentales para medir el tiempo de vida del neutrón. En el método de la "botella", los neutrones de baja energía son confinados en una trampa construída mediante campos magnéticos o paredes de materiales como el berilio que reflejan los neutrones. El tiempo de vida del neutrón puede ser determinado contando simplemente el número de partículas que sobreviven tras un tiempo de almacenado fijo. La alternativa es el método "en haz", en el cual un haz de neutrones con un flujo conocido de forma precisa viaja a través de un volumen bien definido, y el tiempo de vida es determinado contando el número de productos de la desintegración.

Los dos tipos de experimentos dan un tiempo de vida del neutrón que difiere en 8 segundos o 2,9 desviaciones estándar, una discrepancia que los investigadores han apuntado a errores sistemáticos no resueltos. Como primer paso, los científicos que trabajan en el Centro NIST en Gaithersburg, han refinado sus mediciones previas en haz de 2005 con un valor mucho más preciso del flujo de neutrones, la incertidumbre más grande en el experimento original, recalibrando su detector de neutrones original. Tras eso, han comunicado un tiempo de vida del neutrón con el método en haz de 887.7±2.3s, en concordancia con los valores previamente medidos, pero aumentando la significancia de la discrepancia a 3.8 desviaciones estándar.

Via Physics.aps

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