Каково точное значение времени жизни нейтрона?

Свободные нейтроны нестабильны. Он распадается на протон, электрон и антинейтрино посредством бета-распада. Можем ли мы провести расчет квантовой теории поля, чтобы предсказать точную ширину распада? Тогда его инверсия должна сообщить нам время жизни нейтрона. Однако иногда я слышу, что время жизни составляет 8 минут, иногда — 10 или 12 минут. В чем тут дело?

Каково точно рассчитанное число, если оно поддается исчислению? Если время жизни действительно имеет такую ​​большую неопределенность, в чем причина этого?

Распад нейтрона является вероятностным, как и радиоактивный распад . Мы можем дать точный период полураспада , но жизнь отдельных нейтронов будет разной.
Так Г − 1 ( н → п е − ν ¯ е ) дает период полураспада, где Г ( н → п е − ν ¯ е ) ширина бета-распада?
Если бы вы могли измерить общую высвободившуюся энергию, это было бы правдой, но мы не можем измерить энергию антинейтрино, по крайней мере, с какой-либо полезной точностью. Поэтому экспериментально определить ширину линии невозможно.
Где слышал? Википедия говорит 881,5 с е с . Вы имеете в виду теоретически рассчитать или экспериментально измерить?
@Qmechanic У меня нет источника для ссылки. Я слышал, как разные люди приводили разное время жизни нейтрона. Я никогда не рассчитывал распад нейтрона, хотя рассчитывал ширину распада пиона и мюона в квантовой теории поля. Вы хоть представляете, откуда взялось число 881,5? Происходит ли это от приведения экспериментальных значений к теоретическому распаду с формулой?
Теоретические расчеты на древовидном уровне см. в Griffiths, Intro to Elementary Particles, раздел 10.3.

Ответы (1)

Группа данных о частицах 2018 года дает значение 880,2 ± 1,0 с для свободного времени жизни нейтрона, как среднее значение семи лучших измерений.

График времени жизни нейтрона от PDG

Как видно, измерения имеют непересекающиеся доверительные интервалы. Как обсуждалось в (Wietfeldt 2014), различные экспериментальные методы не согласуются в этом значении.

Витфельдт дает формулу времени жизни как

т н "=" ( 2 π 4 ℏ 7 м е 5 с 4 ф р ) 1 г В 2 + 3 г А 2 .
ф р - фактор фазового пространства для конечного состояния и радиационных поправок, г В и г А – константы связи вектора нуклона и аксиального вектора. г В "=" г Ф В ты г где г Ф является универсальной константой слабой связи и В ты г является первым элементом матрицы CKM. Хорошие измерения т н поможет лучше определить значения этих констант; текущие оценки В ты г происходят от ядерного или пионного распада.

Можно проводить теоретические расчеты, используя диаграммы слабых сил , но у меня такое ощущение, что численное значение по-прежнему зависит от множества эмпирически измеренных констант.

Спасибо за ответ. У меня есть два вопроса. 1. Что они делают в этих опытах? Проще всего было бы начать с группы свободных нейтронов в состоянии покоя и подождать, пока число нейтронов не упадет до половины начального значения. Вот и все. Это даст период полувыведения. Но я не знаю, можно ли организовать такую ​​простую установку, где можно начать с большого числа покоящихся нейтронов. Это то, что они делают в этих экспериментах? 2. Формула, которую вы написали для т н является теоретически полученной формулой, а не эмпирической формулой, подходящей для экспериментальных кривых. Я прав?
@mithusengupta123 - (1) Витфельдт описывает используемые методы. Самый распространенный из них состоит в том, чтобы послать холодный пучок нейтронов через ловушку Пеннинга и подсчитать количество накопленных протонов. В бутылочном методе ультрахолодные нейтроны хранятся в бутылях, а затем подсчитываются. (2) Да, формула выведена из теории.
Большое спасибо за разъяснения. Еще один. т н называют временем жизни нейтрона. Это период полураспада, как предположил Джон Ренни?
@ mithusengupta123 нет, эта цифра в 880,2 секунды - это средняя продолжительность жизни . Чтобы получить период полураспада, умножьте это на п ⁡ ( 2 ) т.е. 610,0 секунд.
Каково точное значение времени жизни нейтрона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v