Ile żyje neutron? Fizycy skorzystali z pomocy sztucznej inteligencji
Badacze z Los Alamos National Science Center odkryli, ile czasu żyje neutron poza jądrem atomowym. Nowa metoda była dokładniejsza i pozwoliła na uzyskanie wyniku dwukrotnie bardziej precyzyjnego od starszych pomiarów. Zdaniem badaczy – to zbliża nas do zrozumienia, w jaki sposób powstała pierwsza materia we Wszechświecie.
W magazynie naukowym „Physical Review Letters” opublikowano wyniki eksperymentu, który badał, jak długo neutron jest w stanie przetrwać poza jądrem atomowym. Do badania wykorzystano nowoczesne techniki, dzięki którym uzyskano miarodajny wynik – jest on ponad dwukrotnie dokładniejszy od wcześniejszych pomiarów.
Eksperyment został przeprowadzony w Los Alamos National Science Center, w ramach projektu o nazwie UCNtau (jego celem było zmierzenie długości życia neutronów). Eksperyment polegał na schładzaniu ultrazimnych neutronów do temperatury zera bezwzględnego. Dzięki temu badacze mogli zaobserwować, że średni czas rozpadu neutronu wynosi 877,75 sekundy (14 minut i 37,74 s) ± 0,28 sekundy. Dotychczasowe ustalenia mówiły o czasie 885,7 sekundy.
Wysiłek, aby bardzo precyzyjnie zmierzyć czas trwania tego procesu, jest znaczący, ponieważ zrozumienie dokładnego czasu życia neutronu może rzucić światło na rozwój Wszechświata, a także umożliwić fizykom odkrycie wad naszego modelu Wszechświata subatomowego, o którym wiemy, że istnieje, ale nikomu jeszcze nie udało się go znaleźć – powiedział Daniel Salvat z Indiana University Bloomington.
Aby uzyskać jak najbardziej miarodajne wyniki, badacze zostali podzieleni na trzy grupy. Każda a z nich testowała żywotność neutronu, korzystając z innej techniki. Aby dodatkowo utrudnić (i uniemożliwić zafałszowanie eksperymentu) każdy zespół otrzymał zegar źle odmierzający czas – chodziło o to, aby naukowcy nie wiedzieli, jaki pomiar uzyskali. Dzięki temu eksperyment mógł być bardziej wiarygodny – nikt nie był w stanie wpłynąć (świadomie lub nieświadomie) na dopasowanie wyników do oczekiwanego czasu życia neutronów.
Wszyscy postępowaliśmy z danymi inaczej, ale otrzymaliśmy prawie taką samą odpowiedź, z różnicami, które były mniejsze niż ogólny błąd statystyczny – powiedział współautor badań Eric Fries, który kierował zespołem z Caltech.
Eric Fries i zespół z Caltech korzystali z pomocy sztucznej inteligencji, w tym metody uczenia maszynowego, aby zliczyć neutrony. Uzyskany wynik wyniósł 14 minut i niecałe 38 sekund. Oznacza to, że uzyskano ponad dwukrotnie dokładniejszy pomiar niż lata temu. Zdaniem jednego ze współautorów publikacji jesteśmy coraz bliżej rozwiązania największej zagadki od lat nurtującej wszystkich fizyków.
W połączeniu z innymi precyzyjnymi pomiarami, wynik naszych badań może dostarczyć bardzo poszukiwanych dowodów na odkrycie nowej fizyki. Kiedy poznamy dokładnie czas życia neutronów, może to pomóc wyjaśnić, w jaki sposób jądra atomowe powstały we wczesnych chwilach istnienia Wszechświata – wyznał Brad Filippone, współautor publikacji.
Zobacz inne artykuły na podobny temat.
Opracowanie: Kamila Gulbicka
Źródło: Dziennik Naukowy
