La levitació produeix una millor mesura de vida de neutrons

Ser un material 'repulsiu' pot tenir els seus avantatges. En el cas d'un experiment en l'accelerador lineal del Laboratori Nacional de Los Alamos, un camp magnètic repulsiu i un sistema detector intel·ligent permeten levitar els neutrons ultra-freds, de manera que les seves vides reals es puguin mesurar amb més precisió. Per primera vegada, les mesures es consideren prou precises perquè les correccions potencials no siguin més grans que les incerteses.

Els neutrons, quan estan a l'interior d'un àtom de forma segura, no corren el risc de deixar l'existència, però, per si sols, la seva vida útil mitjana és d'uns 15 minuts, això és important en el gran context científic perquè la vida útil mitjana depèn dels paràmetres fonamentals del Model Estàndard de Física de Partícules.

Diversos mètodes per contenir les partícules i mesurar la seva vida útil han estat provats durant molts anys en recintes de coure oliats, bases de neutrons envoltats de paranys, tot tipus de formes intel·ligents de determinar exactament quant temps abans el neutró es desintegra en un protó. Però sempre hi havia llacunes en el calendari de cada mètode, cosa que va proporcionar dubtes als científics tant sobre la física estàndard del model, com sobre les variacions mostrades en els mètodes de mesura. Ara, mitjançant la levitació de neutrons ultra-freds polaritzats per sobre de la superfície d'una trampa d'emmagatzematge asimètrica, han estat capaços d'evitar que els neutrons atrapats interactuin amb les parets de la trampa. Mesuren els neutrons amb major precisió i determinen la seva vida útil sense necessitat d'un espai tan gran error.

Utilitzant un feix de protons de 800 MeV al Centre de Ciències de Neutrons de Los Alamos (LANSCE) per alliberar els neutrons units i després injectar-los en una trampa magnètica (tancada amb camps a la part inferior i laterals i per gravetat a la part superior), l'equip va poder capturar una població de neutrons i mantenir-los en el lloc durant una hora, fins que es va reduir el seu detector al seu lloc. Els neutrons, l'energia cinètica dels quals era massa gran per a l'experiment, es van desviar de la trampa, i els neutrons que encara no havien de caure van colpejar el detector de la capa de bor de la paleta, on van ser reabsorbits en la matèria, i així es van detectar. Comparant el nombre de supervivents després de diferents temps d'emmagatzematge, es va definir la durada mitjana del neutró.

Font: Laboratori Nacional Los Alamos