ในตระกูลนิวเคลียส นิวตรอนคือแกะดำอย่างชัดเจนเมื่อนิวตรอน “ตาย” มันจะสลายตัวเป็นโปรตอน อิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนถูกปล่อยออกมาในกระบวนการSTEPHEN EGGSHONING SURVIVAL ความแม่นยำในการวัดอายุการใช้งานนิวตรอนเพิ่มขึ้น (แถบข้อผิดพลาดเป็นสีน้ำเงิน) แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องการการวัดที่ยืนยันภายในไม่กี่วินาทีหากต้องการตอบคำถามสำคัญเกี่ยวกับพลังของธรรมชาติและจักรวาลในยุคแรกกลุ่มข้อมูลอนุภาค/LBNL
กับดักนี้จับโปรตอนที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของนิวตรอน
การเปรียบเทียบจำนวนโปรตอนหลังจากช่วงเวลาหนึ่งกับจำนวนนิวตรอนเริ่มต้นช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุอายุขัยของนิวตรอนได้
NIST
นิวตรอนต่างจากโปรตอนที่เป็นพี่น้องกัน นิวตรอนมีความเป็นกลางและระคายเคือง เนื่องจากไม่มีประจุไฟฟ้า นิวตรอนจึงนำทางและโฟกัสได้ยากโดยใช้สนามไฟฟ้า และต่างจากโปรตอนที่สามารถปลดปล่อยออกมาได้โดยการจุดแก๊สไฮโดรเจน นิวตรอนจะถูกกักเก็บอย่างดื้อรั้นภายในนิวเคลียสของอะตอม ทำให้ยากต่อการโต้ตอบกับตัวต่อตัว
สิ่งที่น่ารำคาญที่สุดคือนิวตรอนมีความลับอย่างแน่วแน่ นิวตรอนนั้นตรวจจับได้ยาก ซึ่งต่างจากอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ทำให้ยากต่อการวัดว่าพวกมันมีชีวิตอยู่นานแค่ไหน การตรึงความยาวของช่วงชีวิตของนิวตรอนจะช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจกระบวนการของอะตอมและจักรวาลได้ดีขึ้น จากธรรมชาติของแรงที่กระทำต่ออนุภาคย่อยไปจนถึงการกระจายตัวของสสารในช่วงเวลาหลังบิกแบง กว่า 60 ปีของการวิจัยได้พิจารณาอายุขัยเฉลี่ยของนิวตรอนอย่างแม่นยำ
y ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการกำหนดอายุของนิวตรอนมาเป็นเวลาสามทศวรรษกล่าวว่า “ไม่สมเหตุสมผลที่จะมีการวัดที่ไม่เห็นด้วยทางสถิติดังกล่าว
ตอนนี้ ทีมงานที่มีสองแนวทางที่แตกต่างกันมาก
— หนึ่งทำงานกับลำแสงนิวตรอนและอีกวิธีหนึ่งที่ใช้ขวดเพื่อดักจับ — กำลังปรับแต่งการทดลองของพวกเขาโดยหวังว่าจะได้คุณสมบัติที่เข้าใจยากนี้
ตายเพื่อรู้
นิวตรอนมักจะถูกผูกมัดในนิวเคลียส ซึ่งพวกมันสามารถอยู่ได้ตราบเท่าที่นิวเคลียสยังคงไม่บุบสลาย แต่นิวตรอนที่ปลอดจากการกักขังของนิวเคลียร์นั้นไม่เสถียร: แรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอบังคับให้พวกมันแตกสลายและตาย
เมื่อสิ้นสุดอายุขัย นิวตรอนจะเปลี่ยนเป็นโปรตอน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวของบีตา เมื่อโปรตอนปรากฏขึ้น อนุภาคอีกสองตัวจะบินออกไป: อิเล็กตรอนขนาดเล็กที่มีประจุลบ (อนุภาคบีตา) และอนุภาคคล้ายผีที่เรียกว่าแอนตินิวตริโน กระบวนการสลายนี้เป็นกระบวนการเดียวกับที่เกิดขึ้นเมื่อคาร์บอน-14 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่ใช้ในการหาคู่ของคาร์บอน สลายตัวเป็นไนโตรเจน-14 ที่เสถียร
โดยปกติเมื่อผู้คนพูดถึงระยะเวลาของการสลายกัมมันตภาพรังสี พวกเขาจะอ้างถึงครึ่งชีวิต ครึ่งชีวิตของคาร์บอน-14 คือ 5,730 ปี ดังนั้นหลังจาก 5,730 ปี ปริมาณเริ่มต้นขององค์ประกอบนั้นจะลดลงครึ่งหนึ่ง แต่นักล่าในช่วงอายุของนิวตรอนกลับมองหาเวลาที่ผ่านไปตั้งแต่วินาทีที่นิวตรอนอิสระถือกำเนิดขึ้นจนถึงเวลาที่มันกลายเป็นโปรตอน
ที่ยากคือไม่ใช่ว่านิวตรอนทุกตัวจะตายในวัยเดียวกัน การสลายตัวของนิวตรอน เช่นเดียวกับการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี เป็นเรื่องของความน่าจะเป็น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงมองหาอายุขัยเฉลี่ย
ในการทดลองในอุดมคติ นักวิทยาศาสตร์จะมีนิวตรอนอิสระจำนวนหนึ่งที่สามารถศึกษาอย่างใกล้ชิด หากนิวตรอนเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกัน นักวิจัยสามารถบันทึกได้ว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าที่นิวตรอนแต่ละตัวจะเปลี่ยนเป็นโปรตอน สมมติว่าตัวอย่างนิวตรอนมีขนาดใหญ่พอ การเฉลี่ยช่วงเวลาเหล่านั้นจะทำให้อายุขัยเฉลี่ยแม่นยำ
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
