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科学|中子的寿命到底有多长？多种方法试错，谜题亟待解决！( 二 )


最后 ， 他和他霍普金斯大学及英国达勒姆大学的同事们需要水星、金星这两次飞越的数据以完成他们制作的模型 。 他们计算出中子的寿命是780秒（±90秒）——此误差范围与“束”方法和“瓶”方法的都一致 。 最终结论被刊登在7月11日的《物理学研究评论快报（Physical Review Research）》上 。 科学家们说 ， 尽管此测量不够精确 ， 不足以打破当前测量的僵局 ， 但这种方法依旧大有希望 。

科学|中子的寿命到底有多长？多种方法试错，谜题亟待解决！
本文插图

图源：Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine
解决有望
“我认为这是个非常干净利落的主意 。 ‘研究人员’能够做到 ， 我对此印象很深 。 ”在美国国家标准与技术研究所（NIST）进行“束”实验的Shannon Hoogerheide说道；在法国劳厄-朗之万研究所指导“瓶”实验的Peter Geltenbort也对这个“使人惊喜且激动”的结果表现出愉悦的态度 。 两位研究员都参加了新研究 。 Geltenbort说 ， 未来在空间中的测量“将对解决中子寿命几何这一谜题有显著影响” 。 但他提示道：前路漫漫 。

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在NIST的“束”方法中使用的质子探测器 。 图源：美国国家标准与技术研究所（NIST）
“信使号”计算的结果既包含了它飞越水星时的数据 ， 也包含飞越金星时的数据 ， 这一事实造成了很大的系统误差 。 在未来的任务中 ， 数次飞越金星将消除对飞越水星数据的需要 ， 而且误差还会戏剧性地减少 。 即便如此 ， Hoogerheide说 ， 将误差线从90秒降低至不到9秒会很困难 。 她说：“这是分类学中的噩梦 。 ”她还给出了金星任务的花费预算和复杂度 ， 几年前的粒子物理学家们将抓住此机会收集新数据 。
与此同时 ， Wilson的团队正在分析月球勘探者的旧数据——月球勘探者是1998年至1999年环绕月球的探测器 。 就像“信使号”一样 ， 此探测器也带有中子谱仪 ， 它或许能大致测出中子的寿命 。 既然如此 ， 系统误差将会产生于月球体积之小以及大气层之稀薄 。 尽管挑战在前方 ， Wilson还是很乐观 。 “我认为发现一些完全不同的解决方法很令人兴奋 ， ”他说 ， “因为这表明我们有十足的潜力取得显著成就 。 ”
作者:Scott Hershberger
FY: 北斗星zj
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