Schema artistico di come Lunar Prospector ha fornito dati per stimare la vita dei neutroni. I raggi cosmici che colpiscono la superficie della luna espellono neutroni che volano gradualmente nello spazio. Quando i neutroni si spostano ad altitudini più elevate, passa più tempo, e più neutroni decadono radioattivamente. Lunar Prospector contò il numero di neutroni a varie altitudini, permettendo agli scienziati di confrontare i numeri di neutroni tra le altitudini. Utilizzando modelli, i ricercatori potrebbero quindi stimare la vita dei neutroni. Attestazione:JHU / APL
Una delle migliori possibilità per dimostrare la fisica oltre il modello standard si basa su qualcosa chiamato matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM). Il modello standard insiste sul fatto che la matrice CKM, che descrive il mescolamento dei quark, dovrebbe essere unitario. Ma prove crescenti suggeriscono che durante alcune forme di decadimento radioattivo, l'unitarietà della matrice CKM potrebbe rompersi.
Al Meeting Autunno 2021 della Divisione APS di Fisica Nucleare, i ricercatori discutono su come una missione lunare della NASA e importanti progressi teorici potrebbero aiutare a far scattare il modello standard.
La vita dei neutroni liberi gioca un ruolo importante nel testare l'unità della matrice CKM. Però, due metodi prevalenti per misurarlo contrastano gravemente. Così Jack Wilson e un team del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory e della Durham University hanno deciso di pensare fuori dagli schemi, andando nello spazio.
Basandosi sui dati della missione Lunar Prospector della NASA, che ha inviato una navicella spaziale in orbita attorno alla luna, gli scienziati hanno effettuato la seconda misurazione della durata dei neutroni liberi dallo spazio. Hanno ridotto l'incertezza di un ordine di grandezza.
"Il nostro risultato apre un terzo modo per misurare la vita dei neutroni. L'uso di questa tecnica in una missione dedicata potrebbe porre fine a un enigma decennale nella fisica fondamentale, " ha detto Wilson, che condividerà i risultati nella riunione del 13 ottobre.
Lo stesso giorno uscirà una pubblicazione da Revisione fisica C .
I valori degli elementi della matrice CKM Vud e Vus ottenuti da diversi esperimenti di decadimento beta, rispetto al requisito di unitarietà del modello standard. Credito:Chien Yeah Seng
In definitiva, rompere l'unitarietà della matrice CKM e trovare la fisica oltre il modello standard richiederebbe una discrepanza più forte tra teoria ed esperimento. La revisione più recente del campo ha misurato il disaccordo a circa tre sigma.
"L'attuale livello significativo delle anomalie osservate non è ancora sufficiente per dichiarare una scoperta. Il principale fattore limitante è il livello di precisione degli input della teoria del modello standard, " ha detto Chien Sì Seng, un ricercatore post-dottorato presso l'Università di Bonn.
All'incontro, Seng condividerà la storia dietro la ricerca teorica che ha rivelato questo accenno di nuova fisica e discuterà i progressi nel rendere più accurato il lato della teoria.
Il suo collaboratore Luchang Jin, un professore all'Università del Connecticut e uno dei pionieri teorici dietro il recente muone G –2 calcoli, presenta una ricerca recente che affina una componente teorica chiave. Lo studio riduce drasticamente le incertezze nelle costanti di bassa energia utilizzate per i calcoli teorici.
Seng illustrerà il percorso per trovare una discrepanza a cinque sigma, compreso il lavoro di Jin sulle correzioni radiative, correzioni di rottura di isospin, e correzioni della struttura nucleare. Prevede che potremmo vedere una svolta anche nei prossimi anni.
