باستخدام المواجهات القريبة لمركبة ناسا الفضائية ميسنجر مع كوكب الزهرة وعطارد ، تمكن الباحثون من قياس عمر النيوترونات ، وهو توقع مهم للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات.
يمكن للنيوترون ، المتجمع داخل نواة ذرية ، (جسيم ضخم مشحون محايدًا) أن يعيش إلى الأبد. ولكن بمجرد التحرر من تلك القيود النووية ، لا يتمتع النيوترون بعمر طويل. في غضون 15 دقيقة فقط ، يتحلل في وابل من الجسيمات الأخرى ، مثل أخيه المشحون إيجابيا ، والبروتون ، والنيوترينو.
كانت هناك العديد من التجارب لمحاولة تحديد العمر الدقيق للنيوترون. تتضمن مجموعة واحدة من التجارب وضع مجموعة من النيوترونات في زجاجة ، والانتظار لبعض الوقت ، ثم العودة إلى الزجاجة وإحصاء العدد المتبقي. ينتج عن هذا متوسط عمر يبلغ 14 دقيقة و 39 ثانية.
تتضمن الطريقة الثانية إطلاق النوترونات على شعاع وإحصاء عدد النيوترونات التي تصل إلى النهاية. الغريب أن هذا يؤدي إلى متوسط عمر 14 دقيقة و 48 ثانية.
لسنوات عديدة ، كانت أوجه عدم اليقين في هذه القياسات أكبر من فارق 9 ثوانٍ بينهما. ولكن نظرًا لأننا أصبحنا أفضل وأفضل في عد النيوترونات ، فقد تضاءلت أوجه عدم اليقين ولكن ظل الاختلاف بين القياسات.
من الناحية النظرية ، تتضمن التنبؤات حسابات صعبة للغاية ولا يمكنها اختيار فائز واضح.
نحن بحاجة إلى فاصل التعادل.
رسالة نيوترونية من عطارد
لم تصمم ناسا المركبة الفضائية MESSENGER (MErcury Surface و Space EN Environment و GEochemistry و Ranging) لدراسة تحلل النيوترونات ، لكن فريقًا من الباحثين تمكن من استخدام البيانات المأخوذة من المسبار إلى افعل ذلك بالضبط .
أمضى رسول بعض الوقت بالقرب من كل من كوكب الزهرة و الزئبق ، وكانت تلك الكواكب بمثابة زجاجات عملاقة. في بعض الأحيان يتم إنتاج النيوترونات الحرة من خلال عمليات متنوعة ومتنوعة على السطح ، وبعضها قد يتحلل إلى بروتونات ، والتي يمكن للمركبة الفضائية اكتشافها في المدار.
من خلال مقارنة معدل البروتون الوارد بارتفاع مسنجر فوق السطح ، يمكن للعلماء حساب معدل اضمحلال النيوترون. لقد وصلوا إلى قياس قدره 13 دقيقة ، زائد أو ناقص 130 ثانية.
نظرًا لأن هذه الطريقة بها قدر كبير من عدم اليقين ، فلا يمكنها حتى الآن التمييز بين الطرق ، ولكن التحليلات المستقبلية يمكن أن - خاصة مع مركبة فضائية محتملة مصممة للقيام بذلك بالضبط.
نحن نهتم كثيرًا بمعدل اضمحلال النيوترونات لعدة أسباب. أولاً ، إنه تنبؤ مهم لنماذجنا الأكثر تقدمًا في العالم النووي ، ويمكن أن يساعدنا قياسه بدقة في فهم الفيزياء الجديدة. ثانيًا ، يعتمد تكوين العناصر في اللحظات الأولى للانفجار العظيم (مثل الهيدروجين والهيليوم بداخلك الآن) على مدى سرعة تحلل النيوترون. كلما فهمنا أكثر عن النيوترون ، زاد فهمنا للانفجار العظيم.