Аномалию распада нейтрона объяснили темной материей

Физики предложили гипотезу, которая может описать наблюдающееся долгое время расхождение в экспериментах по распаду свободных нейтронов. Новая идея предполагает, что эта частица может порождать темную материю. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Нейтроны вместе с протонами образуют ядра всех химических элементов. Находясь в связанном с соседними частицами состоянии, нейтрон сам остается стабильным. Свободный нейтрон по сравнению с другими частицами живет очень долго — среднее время его существования составляет около 14,5 минут. Физики давно начали эксперименты по точному определению этого времени, однако последние несколько лет они зашли в тупик: два разных метода дают несколько отличающиеся значения, которые никак не удается согласовать. Причиной этого различия могут быть разные явления — от неучтенной скрытой систематической ошибки до влияния неизвестных науке процессов.

Вне ядра нейтрон обычно распадается на протон, электрон и антинейтрино. Этот процесс исследуют двумя методами. В первом случае группу нейтронов при близкой к абсолютному нулю температуре помещают в контейнер и спустя некоторое время считают оставшиеся частицы. Во втором случае создают поток нейтронов, а детекторы улавливают количество образовавшихся в процессе полета протонов. Второй способ дает оценку времени жизни примерно на 9 секунд больше.

В новой работе физиков из Калифорнийского университета в Сан-Диего предлагается объяснение, согласно которому примерно в 1% случаев нейтрон распадается с образованием частицы темной материи. Так как в эксперименте с потоком нейтронов такие распады окажутся незамеченными, то он должен предсказывать большее время жизни. Авторы рассматривают несколько возможных сценариев распада, продуктами которого оказывается комбинация частицы темной материи и известных частиц. Если такие частицы удастся обнаружить, это позволит доказать, что идея американских физиков верна. Представители одного эксперимента уже заявили, что собираются установить дополнительное оборудование для проверки этой гипотезы.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.