Wissenschaftler haben zum ersten Mal eine Möglichkeit gefunden, die Lebensdauer eines Neutrons – eines subatomaren Teilchens mit einer neutralen Ladung – aus dem Weltraum zu messen.
Sie glauben, dass diese neue Methode, bei der die Raten gemessen werden, mit denen diese Partikel aus Merkur und Venus austreten, dabei helfen könnte, Licht ins Dunkel zu bringen, wie das Universum vor fast 14 Milliarden Jahren entstanden ist.
Neutronen befinden sich im Kern fast jedes Atoms und können außerhalb des Atoms schnell in Elektronen und Protonen zerfallen.
Zwei laborbasierte Methoden haben zuvor festgestellt, dass diese schwer fassbaren Partikel durchschnittlich weniger als 15 Minuten überleben – wobei die „Flaschen“-Methode die Neutronenlebensdauer auf 14 Minuten, 39 Sekunden berechnet und die „Beam“-Methode eine Lebensdauer von neun ermittelt Sekunden länger als die Flaschenmethode.
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Die Forscher glauben an ihre Ergebnisse, die in der Zeitschrift Physical Review Research veröffentlicht wurden , könnte dazu beitragen, die jahrzehntelange Debatte darüber zu beenden, wie lange Neutronen überleben können.
Studienautor Dr. Vincent Eke vom Institute for Computational Cosmology an der Durham University sagte:„Weltraumgestützte Methoden bieten die Möglichkeit, die Sackgasse zwischen den beiden konkurrierenden erdgestützten Messtechniken zu durchbrechen.“
Zusammen mit Wissenschaftlern der Durham University verwendete ein Team internationaler Forscher Daten der NASA-Raumsonde Messenger, um die Raten zu messen, mit denen Neutronen von Venus und Merkur ausgestoßen wurden.
Die Forscher berechneten die Lebensdauer eines Neutrons auf 13 Minuten, aber ihre Daten zeigen, dass der wahre Wert bis zu 130 Sekunden höher oder niedriger sein könnte. Sie fügten hinzu, dass genauere Messungen eine spezielle Weltraummission erfordern würden.
Dr. Jacob Kegerreis, ebenfalls vom Institute for Computational Cosmology und einer der Studienautoren, sagte:„Obwohl Messenger für andere Zwecke entwickelt wurde, konnten wir die Daten dennoch zur Schätzung der Neutronenlebensdauer verwenden.
„Die Raumsonde führte Beobachtungen über einen großen Höhenbereich über den Oberflächen von Venus und Merkur durch, wodurch wir messen konnten, wie sich der Neutronenfluss mit der Entfernung von den Planeten ändert.“
Als Teil der nächsten Schritte ihrer Arbeit hoffen die Forscher, mit ihrer neuen Methode ein Instrument zu entwerfen und zu bauen, das hochpräzise Messungen der Neutronenlebensdauer durchführen kann.