Các nhà vật lý đo tuổi thọ của neutron với độ chính xác chưa từng có

Tiến sĩ David Baxter, chủ nhiệm Khoa Vật lý tại Đại học Indiana Bloomington, cho biết: ‘Công trình này đặt ra một tiêu chuẩn vàng mới cho các phép đo có tầm quan trọng cơ bản như mức độ phong phú tương đối của các nguyên tố được tạo ra trong Vũ trụ sơ khai’.

Neutron một hạt hạ nguyên tử nặng bằng Proton nhưng không mang điện tích (ảnh minh họa)

Tiến sĩ Daniel Salvat, cũng từ Khoa Vật lý tại Đại học Indiana Bloomington, cho biết: ‘Nỗ lực đo lường với sai số nhỏ nhất này rất có ý nghĩa, vì nó giúp ta hiểu được thời gian tồn tại chính xác của các hạt neutron để có thể làm sáng tỏ cách Vũ trụ phát triển. Cũng như cho phép các nhà vật lý phát hiện ra những lỗ hổng trong mô hình Vũ trụ hạ nguyên tử hiện nay.’

Thiết bị UCNτ thu giữ các neutron, hạ nhiệt độ xuống gần như bằng độ không tuyệt đối (-273,15 độ C), được bao bọc bằng khoảng 4.000 thanh nam châm. Sau khi đợi từ 30 đến 90 phút, các nhà vật lý đếm số neutron còn sót lại trong buồng dưới tác dụng của lực hút nam châm.

Thiết kế độc đáo của UCNτ cho phép lưu giữ neutron trong hơn 11 ngày, thời gian lâu hơn đáng kể so với các thiết kế trước đó, giảm thiểu nhu cầu hiệu chỉnh hệ thống có thể làm sai lệch kết quả của các phép đo.

Thí nghiệm của họ đưa ra giá trị cho thời gian tồn tại của neutron tự do là 877,75 giây.

Theo tiến sĩ Salvat: ‘Kết quả sẽ giúp các nhà vật lý xác nhận hoặc phủ nhận tính hợp lệ của ma trận Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, liên quan đến các hạt hạ nguyên tử gọi là quark và đóng một vai trò quan trọng trong Mô hình hạt được sử dụng rộng rãi trong vật lý hạt. Nó cũng sẽ giúp các nhà vật lý phát triển những ý tưởng mới trong vật lý, chẳng hạn như neutron phân rã thành vật chất tối, có thể đóng vai trò trong các lý thuyết đang phát triển về Vũ trụ, cũng như có thể giúp giải thích cách các hạt nhân nguyên tử đầu tiên được hình thành."

Ông nói thêm: ‘Phép đo mới của chúng tôi về tuổi thọ của neutron sẽ cung cấp một thước đo mới để giải quyết hoặc cung cấp bằng chứng cho việc khám phá ra các định luật vật lý mới".

Theo Tạp chí Điện tử