Neutronenhalbwertszeit
Forschungsfrage
Basiswissen
Neutronen innerhalb eines Atomkerns sind stabil, das heißt sie zerfallen nicht von alleine. Außerhalb eines Atomkerns aber haben sie nur eine sehr geringe Lebensdauer, weniger als 10 Minuten. Die genaue Zeit kann aber nicht eindeutig bestimmt. Das ist hier kurz vorgestellt.
Ein rätselhaftes Phänomen
- Neutronen kommen normalerweise in einem Atomkern vor.
- Neutronen in einem Atomkern sind praktisch gesehen stabil.
- Stabil heißt: sie zerfallen nicht von sich aus.
- Neutronen außerhalb eine Atomkerns heißen freie Neutronen.
- Freie Neutronen sind nicht stabil, ihre Halbwertszeit (HWZ) liegt bei etwa 10 Minuten.
- Statt der HWZ 10 Minuten gibt man oft etwa 880 Sekunden an als mittlere Lebensdauer ↗
- Die mittlere Lebensdauer freier Neutronen wird normalwerweise mit zwei Methoden gemessen.
- Die eine Methode wird oft Strahlen- die andere Flaschenmethode genannt.
- Bei der Strahlenmethode kommt eine mittlere Lebensdauer von 886 bis 890 Sekunden.
- Bei der Flaschenmethode kommt eine mittlere Lebensdauer von 878 bis 879 Sekunden.
- Woher der Unterschied kommt ist zur Zeit (2023) unklar.
- Man kann nicht entscheiden, welcher Wert stimmt.
- Siehe auch Unentscheidbarkeiten ↗
Erklärung der Neutronenhalbwertszeit?
- Warum das so ist, weiß niemand, man nimmt eine Dunkle Energie an:
- Je weiter Materie voneinander entfernt ist, desto stärker stößt sie sich ab.
- Ob es Dunkle Energie gibt oder andere Erklärungen besser sind, ist unklar.
- Stand 2020
Fußnoten
- [1] Davide Castelvecchi: Physicists make most precise measurement ever of neutron’s lifetime. But decades-long mystery of how long the particles live persists. In: Nature 598, 549. 2021. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02812-z
