Kako dolgo živijo nevtroni?

Eno velikih skrivnosti vesolja skrivajo eni najmanjših delcev – nevtroni. To so delci brez električnega naboja, ki s protoni sestavljajo atomska jedra. Zunaj jedra, ko jih ne vežejo močne jedrske sile, nevtroni niso stabilni in razpadejo na druge delce, kar se zgodi v nekaj minutah. Tu pa se zaplete.

Fiziki se ne morejo zediniti, koliko časa preteče, preden nevtroni umrejo. Za merjenje razpolovnega časa nevtrona fiziki uporabljajo dva načina – pri enem so namerili 14 minut in 39 sekund, pri drugem osem sekund dlje. Zakaj razlika? »Ne vemo, zakaj pride do drugačnega rezultata,« za revijo Nature pove Shannon Hoogerheide, fizičarka z nacionalnega inštituta za standardizacijo in tehnologijo v Marylandu. Na nedavni konferenci so fiziki znova skušali najti odgovor, ki so mu menda vse bližje. Ta je, kot navajajo v Nature, med drugim pomemben za razumevanje, koliko vodika, helija in drugih lahkih elementov je nastalo v prvih minutah po velikem poku pred 13,8 milijarde let.

Nevtron je leta 1932 odkril James Chadwick, šele leta 2005 so meritve postale dovolj natančne, da so zaznali osemsekundo razliko v razpolovnem času.

Življenjsko dobo nevtrona merijo na dva načina. Pri zajemanju nevtronov v posebni kovinski steklenici štejejo, koliko teh delcev je ostalo po določenem času. Pri tej metodi so prišli do razpolovne dobe 14 minut in 39 sekund. Pri drugi metodi, to je pri štetju protonov, ki nastanejo pri razpadanju snopa ultra hladnih nevtronov, pa so raziskovalci ugotovili za osem sekund daljši čas.

Problematično je, da sta obe metodi izjemno natančni, tudi po upoštevanju vseh morebitnih napak, pišejo v Nature. Zakaj torej razlika? Ena možnost seveda je, da nekdo nekaj dela narobe. Posledično želijo obe metodi združiti v enako napravo. Gradnje naprave se je lotil fizik Zhaowen Tang iz laboratorija Los Alamos v Novi Mehiki.

 Druga možnost je, da sta obe metodi pravilni, a da obstaja nek neznani faktor. Vodila ideja je, da morda nevtroni razpadejo tudi na nevidne delce, ki sestavljajo izmuzljivo temno snov. »Čudovito bi bilo, da bi bili stari dobri nevtroni delci, ki bodo odprli vrata v temni sektor,« za Nature poudarja Bartosz Fornal, fizik s kalifornijske univerze v San Diegu. Za zdaj poskusi še niso potrdili te teorije.