Аномалия GSI

Одной из экспериментальных установок немецкой лаборатории GSI Центра исследований тяжелых ионов им. Гельмгольца в Дармштадте является экспериментальное накопительное кольцо (ЭПР) с электронным охлаждением , в котором большое количество высокозаряженных радиоактивных ионов может храниться в течение длительных периодов времени. ^[1] Эта установка предоставляет средства для точных измерений их режимов распада . Отсутствие большинства или всех электронов в ионах упрощает теоретическое рассмотрение их влияния на распад. Также такая высокая степень ионизации типична для звездных сред , где подобные распады играют важную роль в нуклеосинтезе . ^[2]

В 2007 году эксперимент ЭПР сообщил о наблюдении неожиданной модуляции во времени скорости электронного захвата распада высокоионизованных тяжелых атомов — ¹⁴⁰Пр ⁵⁸⁺, время жизни которых составляет 3,39 мин. Подобные открытия вскоре были повторены той же группой и были расширены, включив в них распад ¹⁴²вечера ⁶⁰⁺ (время жизни 40,5 с). ^[3] Колебания скорости затухания имели период времени около 7 с и амплитуду около 20%. Подобного явления ранее не наблюдалось, и его было трудно понять. Экспериментальная группа посчитала весьма маловероятным, что появление явления связано с техническим артефактом, поскольку, по их словам, их методика обнаружения обеспечивает — в течение всего времени наблюдения — полную и бесперебойную информацию о состоянии каждого запасенного иона.

Поскольку этот тип слабого распада включает в себя образование электронного нейтрино , в то время были предприняты попытки связать наблюдаемые колебания с осцилляциями нейтрино , но это предложение было весьма спорным. ^[4]

В 2013 году аналогичная экспериментальная группа в ЭСР, которая теперь называется «Коллаборация слабых распадов двух тел», сообщила о дальнейших наблюдениях этого явления с измерениями на ¹⁴²вечера ⁶⁰⁺ с гораздо более высокой точностью по периоду и амплитуде. Наблюдался тот же период, но амплитуда составляла лишь примерно половину от наблюдавшейся ранее. ^[5]

Более того, последующее исследование с высокими статистическими данными (2019 г.) не выявило никакой временной модуляции: это указывает на то, что наблюдаемая аномалия носила чисто статистический характер и не имела физического происхождения. ^[6]

Ссылки

^ «Кольцо для хранения тяжелых ионов ЭПР» . ГСИ. Архивировано из оригинала 1 февраля 2017 года . Проверено 19 февраля 2017 г.
^ Атанасов, Динко; и др. (2015). «Между атомной и ядерной физикой: радиоактивный распад высокозаряженных ионов». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 48 (14): 144024. Бибкод : 2015JPhB...48n4024A . дои : 10.1088/0953-4075/48/14/144024 . ISSN 0953-4075 . S2CID 120111482 .
^ Литвинов Ю.А.; Бош, Ф.; Винклер, Н.; и др. (2008). «Наблюдение неэкспоненциальных распадов орбитального электронного захвата водородоподобных ионов 140Pr и 142Pm». Буквы по физике Б. 664 (3): 162–168. arXiv : 0801.2079 . Бибкод : 2008PhLB..664..162L . дои : 10.1016/j.physletb.2008.04.062 . ISSN 0370-2693 . S2CID 15610236 .
^ Джунти, Карло (2009). «Временная аномалия GSI: факты и вымысел». Ядерная физика Б: Приложения к сборнику трудов . 188 : 43–45. arXiv : 0812.1887 . Бибкод : 2009НуФС.188...43Г . doi : 10.1016/j.nuclphysbps.2009.02.009 . ISSN 0920-5632 . S2CID 10196271 .
^ Кинле, П.; Бош, Ф.; Бюлер, П.; Фастерманн, Т.; Литвинов Ю.А.; Винклер, Н.; и др. (2013). «Измерение с высоким разрешением модулированного во времени орбитального захвата электронов и β ⁺ распад водородоподобных ¹⁴²ПМ ₆₀⁺ Ионы ». Физические буквы b . 726 (4–5): 638–645. Arxiv : 1309.7294 . Bibcode : 2013 phlb..726..638k Doi : 10.1016 /j.physletb.2013.09.033 . ISSN 0370-2693 . . 55085840 .
^ Озтюрк, ФК; Аккус, Б.; Атанасов Д.; Бейер, Х.; Бош, Ф.; Бутин Д.; Брандау, К.; Бюлер, П.; Чакырли, РБ; Чен, Р.Дж.; Чен, В.Д.; Чен, XC; Диллманн, И.; Димопулу, К.; Эндерс, В.; Эссель, Х.Г.; Фастерманн, Т.; Форстнер, О.; Гао, бакалавр наук; Гейссель, Х.; Гернхойзер, Р.; Гризенти, РЕ; Гумберидзе А.; Хагманн, С.; Хефрих, Т.; Хайль, М.; Хердрич, Миссури; Хилленбранд, П.-М.; Изумикава, Т.; и др. (2019). «Новый тест модулированного распада электронного захвата водородоподобных ионов 142Pm: прецизионное измерение чисто экспоненциального распада». Буквы по физике Б. 797 : 134800. arXiv : 1907.06920 . Бибкод : 2019PhLB..79734800O . doi : 10.1016/j.physletb.2019.134800 . S2CID 196831969 .

Уокер, Филип М. (2008). «Ядерная физика: колебание нейтрино?» . Природа . 453 (7197): 864–5. Бибкод : 2008Natur.453..864W . дои : 10.1038/453864a . ПМИД 18548060 . S2CID 4379155 .
«Чистый прогресс физики: ИЗМЕНЧИВОСТЬ СКОРОСТИ ЯДЕРНОГО РАСПАДА» . ведет коллекцию исследовательских работ по аномалии GSI K-Capture.

[ESR-1] «Кольцо для хранения тяжелых ионов ЭПР» . ГСИ. Архивировано из оригинала 1 февраля 2017 года . Проверено 19 февраля 2017 г.

[AtanasovBlaum2015-2] Атанасов, Динко; и др. (2015). «Между атомной и ядерной физикой: радиоактивный распад высокозаряженных ионов». Журнал физики B: атомная, молекулярная и оптическая физика . 48 (14): 144024. Бибкод : 2015JPhB...48n4024A . дои : 10.1088/0953-4075/48/14/144024 . ISSN 0953-4075 . S2CID 120111482 .

[LitvinovBosch2008-3] Литвинов Ю.А.; Бош, Ф.; Винклер, Н.; и др. (2008). «Наблюдение неэкспоненциальных распадов орбитального электронного захвата водородоподобных ионов 140Pr и 142Pm». Буквы по физике Б. 664 (3): 162–168. arXiv : 0801.2079 . Бибкод : 2008PhLB..664..162L . дои : 10.1016/j.physletb.2008.04.062 . ISSN 0370-2693 . S2CID 15610236 .

[Giunti2009-4] Джунти, Карло (2009). «Временная аномалия GSI: факты и вымысел». Ядерная физика Б: Приложения к сборнику трудов . 188 : 43–45. arXiv : 0812.1887 . Бибкод : 2009НуФС.188...43Г . doi : 10.1016/j.nuclphysbps.2009.02.009 . ISSN 0920-5632 . S2CID 10196271 .

[KienleBosch2013-5] Кинле, П.; Бош, Ф.; Бюлер, П.; Фастерманн, Т.; Литвинов Ю.А.; Винклер, Н.; и др. (2013). «Измерение с высоким разрешением модулированного во времени орбитального захвата электронов и β ⁺ распад водородоподобных ¹⁴²ПМ ₆₀⁺ Ионы ». Физические буквы b . 726 (4–5): 638–645. Arxiv : 1309.7294 . Bibcode : 2013 phlb..726..638k Doi : 10.1016 /j.physletb.2013.09.033 . ISSN 0370-2693 . . 55085840 .

[6] Озтюрк, ФК; Аккус, Б.; Атанасов Д.; Бейер, Х.; Бош, Ф.; Бутин Д.; Брандау, К.; Бюлер, П.; Чакырли, РБ; Чен, Р.Дж.; Чен, В.Д.; Чен, XC; Диллманн, И.; Димопулу, К.; Эндерс, В.; Эссель, Х.Г.; Фастерманн, Т.; Форстнер, О.; Гао, бакалавр наук; Гейссель, Х.; Гернхойзер, Р.; Гризенти, РЕ; Гумберидзе А.; Хагманн, С.; Хефрих, Т.; Хайль, М.; Хердрич, Миссури; Хилленбранд, П.-М.; Изумикава, Т.; и др. (2019). «Новый тест модулированного распада электронного захвата водородоподобных ионов 142Pm: прецизионное измерение чисто экспоненциального распада». Буквы по физике Б. 797 : 134800. arXiv : 1907.06920 . Бибкод : 2019PhLB..79734800O . doi : 10.1016/j.physletb.2019.134800 . S2CID 196831969 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]