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Físicos fazem medição mais precisa do mundo da idade de um neutrão

Los Alamos National Lab / Michael Pierce

Detetor de neutrões ultrafrios de alta eficiência

Uma equipa de físicos fez a medição mais precisa do mundo da idade de um neutrão. Este avanço da Física pode ajudar a responder a perguntas sobre o Universo primitivo.

Já sabemos – com uma incerteza de menos de um décimo de 1% – durante quanto tempo consegue sobreviver um neutrão fora do núcleo atómico antes de se decompor num protão: cerca de 877,75 ± 0,28 segundos (14 minutos e 38 segundos). Segundo o Science Alert, trata-se da medição mais precisa da vida útil destas partículas fundamentais.

“O processo pelo qual um neutrão ‘decai’ num protão é um dos processos mais fascinantes conhecidos pelos físicos”, disse Daniel Salvat, da Universidade de Indiana Bloomington.

Os neutrões usados ​​no estudo foram produzidos pelo Los Alamos Ultracold Neutron Science Center no Los Alamos National Laboratory. O projeto UCNtau envolveu neutrões ultrafrios (UCNs) armazenados numa armadilha magneto-gravitacional.

Estas partículas foram arrefecidas quase até ao zero absoluto e colocadas na armadilha – uma câmara em forma de taça forrada com milhares de ímanes permanentes, que levitam os neutrões dentro de uma camisa de vácuo.

O campo magnético impede a despolarização dos neutrões e, combinado com a gravidade, impede a fuga das partículas. Este desenho permite que sejam armazenados por um período máximo de 11 dias.

A equipa armazenou os neutrões na armadilha durante 30 a 90 minutos e contou as partículas restantes após o tempo atribuído. Ao longo de várias experiências, realizadas entre 2017 e 2019, os físicos contaram mais de 40 milhões de neutrões e obtiveram assim dados estatísticos suficientes para determinar a duração da vida das partículas.

A equipa realça que a medição precisa da idade dos neutrões pode ajudar a colocar importantes restrições físicas ao Universo, uma vez que conhecê-la pode, por exemplo, ajudar os físicos a compreender o papel que estas partículas em decomposição desempenham na formação da misteriosa matéria escura.

A informação pode também ajudar a testar a validade da matriz Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, que ajuda a explicar o comportamento dos quarks sob o Modelo Padrão da Física.

O artigo científico foi aceite para publicação na Physical Review Letters mas, para já, está disponível no portal arXiv.

  ZAP //

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