Konstnärens schema över hur Lunar Prospector tillhandahållit data för att uppskatta neutrons livslängd. Kosmiska strålar som träffar månens yta matar ut neutroner som gradvis flyger ut i rymden. När neutroner rör sig till högre höjder, mer tid går, och fler neutroner förfaller radioaktivt. Lunar Prospector räknade antalet neutroner på olika höjder, tillåter forskare att jämföra neutrontal över höjder. Med hjälp av modeller, forskare kunde då uppskatta neutrons livslängd. Upphovsman:JHU / APL
En av de bästa chanserna för att bevisa fysik utöver standardmodellen bygger på något som kallas Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) -matrisen. Standardmodellen insisterar på att CKM -matrisen, som beskriver blandningen av kvarker, ska vara enhetlig. Men växande bevis tyder på att under vissa former av radioaktivt sönderfall, CKM -matrisens enhetlighet kan bryta.
Vid höstmötet 2021 för APS Division of Nuclear Physics, forskare diskuterar hur ett NASA -månuppdrag och stora teoretiska framsteg kan hjälpa till att snäppa standardmodellen.
Den fria neutrons livstid spelar en viktig roll för att testa CKM -matrisenhet. Dock, två rådande metoder för att mäta det stridigt. Så Jack Wilson och ett team vid The Johns Hopkins Applied Physics Laboratory och Durham University bestämde sig för att tänka utanför boxen - genom att gå till rymden.
Piggybacking på data från NASAs Lunar Prospector Mission, som skickade en rymdfarkost för att kretsa runt månen, forskarna gjorde den andra någonsin fria neutrons livslängdsmätning från rymden. De minskade osäkerheten med en storleksordning.
"Vårt resultat öppnar upp ett tredje sätt att mäta neutrons livslängd. Att använda denna teknik i ett dedikerat uppdrag kan få ett slut på ett decennier långt pussel i grundläggande fysik, sa Wilson, som kommer att dela resultaten på mötet den 13 oktober.
En publikation kommer samma dag från Fysisk granskning C .
Värdena på CKM -matriselementen Vud och Vus erhållna från olika beta -sönderfallsexperiment, kontra kravet på enhetlighet från standardmodellen. Upphovsman:Chien Yeah Seng
I sista hand, att bryta CKM -matrisenheten - och hitta fysik bortom standardmodellen - skulle kräva en starkare skillnad mellan teori och experiment. Den senaste granskningen av fältet mätte oenigheten till cirka tre sigma.
"Den nuvarande signifikanta nivån för de observerade avvikelserna är ännu inte tillräcklig för att förklara en upptäckt. Den största begränsande faktorn är precisionsnivån för standardmodellteoriinmatningarna, "sa Chien Yeah Seng, en postdoktor vid universitetet i Bonn.
På mötet, Seng kommer att dela historien bakom den teoretiska forskningen som avslöjade denna antydan till ny fysik och kommer att diskutera framsteg för att göra teorisidan mer exakt.
Hans samarbetspartner Luchang Jin, en professor vid University of Connecticut och en av de teoretiska pionjärerna bakom den senaste muonen g –2 beräkningar, presenterar ny forskning som förfinar en viktig teoretisk komponent. Studien minskar dramatiskt osäkerheter i lågenergikonstanterna som används för teoretiska beräkningar.
Seng kommer att lägga vägen för att hitta en avvikelse med fem sigma, inklusive Jins arbete med strålningskorrigeringar, isospinbrytande korrigeringar, och korrigeringar av kärnkraftsstrukturen. Han förutspår att vi kan se ett genombrott även under de närmaste åren.
