Krátky život neutrónov
Valentín Korinek - 2020-07-28

Sonda Messenger

Meranie životnosti neutrónov* z vesmíru by mohlo vyriešiť pretrvávajúce tajomstvo. Údaje z vesmírnej sondy MESSENGER boli použité na odhad životnosti neutrónov pred rozpadom. Vedci dúfajú, že nám nové zistenia pomôžu vyriešiť hádanku dvoch protichodných pozemských meraní.

Vyzerá to tak, že pokiaľ budeme chcieť vedieť viac o životnosti neutrónov, budeme musieť do vesmíru. Ak je neutrón mimo atómového jadra, rozpadá sa na ďalšie častice v priemere asi za 15 minút. Presné čísla ale doposiaľ nie sú, pretože pozemské merania sa nezhodujú.

Na iný typ merania bola použitá už existujúca sonda Messenger obiehajúca okolo planéty Merkúr. A hoci nové meranie nie je dostatočne citlivé na vyriešenie nezhody pozemských meraní, budúca vesmírna misia špecializovaná práve na tento problém  by mohla pomôcť prekonať bezvýchodiskovú situáciu. Určenie životnosti neutrónov je totiž nevyhnutné na pochopenie otázok  ohľadom určitých prvkov vytvorených po veľkom tresku.

MESSENGER obiehal Merkúr v rokoch 2011 až 2015. Počas misie a priblížení planéty Venuše k Merkúru sonda merala neutróny v blízkosti oboch planét. Neutróny vznikajú z reakcií vyvolaných vysoko energetickými časticami pri dopadoch na planéty. (Dochádza k beta plus rozpadu, kde sa protón premieňa na neutrón, pričom emituje pozitrón a elektrónové neutríno. Premena voľného protónu musí byť vyvolaná dodaním energie, pretože pokojová hmotnosť neutrónu je vyššia ako pokojová hmotnosť protónu. To má za následok detekciu neutrónov pri dopadoch týchto vysokoenergetických častíc). Meraním zníženia počtu zistených neutrónov, keď sa vesmírna sonda dostala ďalej od každej planéty, vedci odhadli približný čas ich životnosti.

Aj keď Messenger nemal v popise svojej misie meranie životnosti neutrónov, dáta získane zo sondy umožnili vykonať tretiu možnosť meraní. V budúcnosti sa preto počíta s vesmírnou sondou zameranou práve na tento účel.




*Neutrón je subatomárna častica v jadre atómu s neutrálnym nábojom, nestabilná, o niečo ťažšia ako protón a približne 1 839-krát ťažšia ako elektrón. Hmotnosť neutrónu je 1,6749×10−27 kg. V roku 1932 Walther Bothe a H. Becker pri bombardovaní berýlia alfa časticami pozorovali, že berýlium vysiela prenikavé lúče, na ktoré nevplýva ani elektrické, ani magnetické pole. James Chadwick v tom istom roku zistil, že tieto lúče sú elektroneutrálne, teda nemajú žiadny náboj, a tieto častice pomenoval neutróny.