科学家实现了最精确的中子衰变测量，揭开早期宇宙的奥秘

　　我们离解开宇宙的奥秘又近了一步
　　根据最近共享给预印本服务器的一项研究，一组研究人员实现了有史以来对中子寿命的最精确测量。然而，测量方法之间的差异仍未解决。
　　计算机生成的原子图像。最精确的中子衰变测量
　　中子是一种通常留在原子内部的粒子。它们在组成宇宙的某些原子中存在数十亿年，但当与原子分离时，它们开始衰变成质子和其他更基本的粒子。而且，与它们的宿主原子分离，中子只能持续大约 15 分钟。几十年来，物理学家一直试图测量中子的精确寿命，主要采用两种技术。第一个使用瓶子，另一个使用横梁。但是两者的结果都不匹配，显示出 9 秒的差异——在原子时间框架中是永恒的，而在我们自己的时间框架中很重要，因为我们谈论的是一个只能＂存活＂15 分钟的粒子。
　　然而，这项新研究设法用瓶子技术找到了最精确的中子寿命测量方法。这项名为 UCNtau（或超冷中子 tau，后者代表中子寿命）的实验表明，中子的寿命恰好为 14.629 分钟，不确定性约为 0.005 分钟。令人难以置信的是，这比使用任何一种方法进行的早期测量精确两倍。最新的结果并没有解决为什么瓶法和梁法的结果不相称的持久谜团，但它们使我们离真正的答案更近了一步。＂这项新结果提供了一个独立的评估，以帮助解决中子寿命难题，＂加州理工学院的弗朗西斯 L.莫斯利物理学教授 Brad Filippone 说，他是最近研究的合著者。一个大学职位。揭开早期宇宙的奥秘
　　这两种方法继续显示出相互的差异，但 Filippone 认为这要么是因为其中一个可能有问题，要么是因为物理学中有一些东西在等待我们未来的发现。＂当与其他精确测量相结合时，这一结果可以为发现新物理学提供备受追捧的证据，＂他补充道。结果还可能揭示物理学中其他经久不衰的奥秘，例如早期宇宙中的物质是如何从不合情理的中子和其他粒子的热汤中凝结出来的。＂一旦我们准确地知道中子的寿命，它就可以帮助解释原子核在宇宙的最初几分钟是如何形成的。＂
　　UCNtau 团队于 2017 年和 2018 年在洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 进行了两次瓶子实验。在瓶法中，自由中子包含在一个大约有浴缸大小的超冷磁化瓶中。一旦被困在里面，中子就会开始衰变成质子。高度先进的数据分析方法使研究人员能够计算出随着时间的推移还有多少中子。相比之下，束流方法使用衰变成质子的中子束，其中计算的是质子而不是中子。据加州理工学院的帖子称，自实验开始以来，UCNTau 的合作已经计算出令人麻木的 4000 万个中子。随着中子衰变的进一步特征和测量方法之间差异的揭示，一点点更多的宇宙将展开。