Исследователи из университетов США и Великобритании в сотрудничестве со специалистами Национального института стандартов и технологий США впервые собрали информацию о выходе фотонов света при распаде нейтрона. По теории, излучение фотонов должно происходить в каждом тысячном случае распада нейтрона, но экспериментальных подтверждений этого явления ранее не получали.

Стандартный и излучающий бета-распад нейтронов (схема с сайта NSF)

Не имеющие электрического заряда нейтроны вместе с положительно заряженными протонами составляют ядро атома. Масса нейтрона равна приблизительно 1,6750 x 10^-27 кг, а протона - 1,6726 x 10^-27 кг, что больше массы электрона почти в две тысячи раз. В атомном ядре нейтроны прочно связаны с протонами. Однако при определённых условиях начинается распад нейтронов. Время полураспада последних вне атомного ядра составляет около 10 минут. В большинстве случаев при нейтронном распаде атома происходит высвобождение электрона, протона и антинейтрино, но иногда и излучается фотон.

Для обнаружения фотонов учёные измеряли время, за которое различные продукты разложения достигнут детектора частиц. В соответствии с теорией, фотоны и электроны достигают детектора на двадцать миллионных долей секунды раньше более медленных протонов. Антинейтрино не обнаруживали из-за недостаточной чувствительности детектора в данном эксперимете. В соответствии с полученными данными только в трёх из тысячи случаев происходит выброс фотона.

Помимо доказательств современных физических теорий, это открытие также помогает лучше понять силы слабого ядерного взаимодействия, которые вместе с гравитацией, а также электромагнитным и сильным взаимодействием создают четыре основные природные силы притяжения. С этой целью учёные займутся точным определением энергий, направления и поляризации излучаемых фотонов, сообщает официальный сайт Национального научного фонда США.