Аннотация:
Представлен обзор экспериментов, связанных с измерением времени жизни нейтрона с использованием гравитационных ловушек ультрахолодных нейтронов (УХН). Точное значение времени жизни нейтрона имеет принципиально важное значение для физики элементарных частиц и космологии. В нашем эксперименте достигнуто наилучшее приближение времени хранения УХН к времени жизни нейтрона; вероятность потерь УХН в ловушке составила всего лишь 1% от вероятности ββ-распада нейтрона. Получено время жизни нейтрона 878,5±0,7стат±0,3сист с, которое является наиболее точным. Рассмотрено влияние нового результата на проверку унитарности матрицы смешивания кварков и на анализ данных в модели нуклеосинтеза при формировании Вселенной.
Поступила:16 марта 2005 г. Доработана: 30 июня 2005 г.
Образец цитирования:
А. П. Серебров, “Измерение времени жизни нейтрона с использованием гравитационных ловушек ультрахолодных нейтронов”, УФН, 175:9 (2005), 905–924; Phys. Usp., 48:9 (2005), 867–885
V. R. Skoy, “About a Test of the Relativity Principle in a Free Neutron Beta-Decay”, Phys. Part. Nuclei Lett., 21:5 (2024), 1069
В. Д. Лахно, “О возможности образования бозе-конденсата в ультрахолодном нейтронном газе”, Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2024, 085, 17 с.
Victor Dmitrievich Lakhno, “On the possibility of Bose condensate formation in ultracold neutron gas”, KIAM Prepr., 2024, no. 85-e, 1
Rajendran S., Ramani H., “Composite Solution to the Neutron Lifetime Anomaly”, Phys. Rev. D, 103:3 (2021), 035014
Alexey Fomin, Anatolii Serebrov, T. Jenke, S. Degenkolb, P. Geltenbort, M. Jentschel, V.V. Nesvizhevsky, D. Rebreyend, S. Roccia, T. Soldner, A. Stutz, O. Zimmer, “Monte Carlo simulations of a neutron lifetime experiment with a big gravitational trap”, EPJ Web Conf., 219 (2019), 03001
Bednyakov V.A. Russakovich N.A., “The Joint Institute For Nuclear Research in Experimental Physics of Elementary Particles”, Phys. Part. Nuclei, 49:3 (2018), 331–373
А. К. Фомин, А. П. Серебров, “Монте-Карло модель эксперимента по измерению времени жизни нейтрона”, Матем. моделирование, 30:4 (2018), 139–149; A. K. Fomin, A. P. Serebrov, “Monte Carlo model of the experiment for neutron lifetime measurement”, Math. Models Comput. Simul., 10:6 (2018), 741–747
E. A. Bogomolov, O. Adriani, G. A. Bazilevskaya, G. C. Barbarino, R. Bellotti, M. Boezio, V. Bonvicini, M. Bongi, S. Bottai, A. Bruno, A. Vacchi, E. Vannuccini, G. I. Vasilyev, S. A. Voronov, A. M. Galper, C. De Santis, V. Di Felice, G. Zampa, N. Zampa, M. Casolino, D. Campana, A. V. Karelin, P. Carlson, G. Castellini, F. Cafagna, A. A. Kvashnin, A. N. Kvashnin, S. V. Koldashov, S. A. Koldobskiy, S. Y. Krutkov, A. A. Leonov, A. G. Mayorov, V. V. Malakhov, M. Martucci, L. Marcelli, W. Menn, M. Merge, V. V. Mikhailov, E. Mocchiutti, A. Monaco, N. Mori, R. Munini, G. Osteria, B. Panico, P. Papini, P. Picozza, M. Pearce, M. Ricci, S. B. Ricciarini, M. F. Runtso, M. Simon, R. Sparvoli, P. Spillantini, Y. I. Stozhkov, Y. T. Yurkin, “Spectra of solar neutrons with energies of 10–1000 MeV in the PAMELA experiment in the flare events of 2006–2015”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 81:2 (2017), 132
Chechkin A.V. Ivanchik A.V. Serebrov A.P. Bobashev S.V., “Effect of the neutron lifetime on processes in the early universe”, Tech. Phys., 61:7 (2016), 1101–1105
E. A. Bogomolov, G. I. Vasilyev, S. Y. Krut’kov, “Searching for solar neutrons with energies lower than 100 MeV in the PAMELA experiment on flares of 2006–2014”, Bull. Russ. Acad. Sci. Phys, 79:5 (2015), 580
А. П. Серебров, “Исследования фундаментальных взаимодействий в ПИЯФ НИЦ КИ с нейтронами и нейтрино на реакторах”, УФН, 185:11 (2015), 1179–1201; A. P. Serebrov, “Fundamental interactions involving neutrons and neutrinos: reactor-based studies led by Petersburg Nuclear Physics Institute (National Research Centre ‘Kurchatov Institute’) [PNPI (NRC KI)]”, Phys. Usp., 58:11 (2015), 1074–1094
A. Saunders, M. Makela, Y. Bagdasarova, H. O. Back, J. Boissevain, L. J. Broussard, T. J. Bowles, R. Carr, S. A. Currie, B. Filippone, A. García, P. Geltenbort, K. P. Hickerson, R. E. Hill, J. Hoagland, S. Hoedl, A. T. Holley, G. Hogan, T. M. Ito, Steve Lamoreaux, Chen-Yu Liu, J. Liu, R. R. Mammei, J. Martin, D. Melconian, M. P. Mendenhall, C. L. Morris, R. N. Mortensen, R. W. Pattie, M. Pitt, B. Plaster, J. Ramsey, R. Rios, A. Sallaska, S. J. Seestrom, E. I. Sharapov, S. Sjue, W. E. Sondheim, <, “Performance of the Los Alamos National Laboratory spallation-driven solid-deuterium ultra-cold neutron source”, Rev. Sci. Instrum, 84:1 (2013), 013304
С. Г. Каршенбойм, “Прогресс в уточнении фундаментальных физических констант: рекомендованные значения КОДАТА 2010”, УФН, 183:9 (2013), 935–962; S. G. Karshenboim, “Progress in the accuracy of the fundamental physical constants: 2010 CODATA recommended values”, Phys. Usp., 56:9 (2013), 883–909
A. P. Serebrov, “Basic research into ultracold neutrons”, Her Russ Acad Sci, 79:1 (2009), 14
Walstrom, PL, “A magneto-gravitational trap for absolute measurement of the ultra-cold neutron lifetime”, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment, 599:1 (2009), 82
P. Geltenbort, V. F. Ezhov, V. L. Ryabov, “Mass-spectrometric study of UT-18 fomblin and residual gases in a magnetic trap used for the neutron lifetime measurements”, Tech Phys Lett, 35:8 (2009), 700