科学家用第三种方法测量出中子寿命：887秒

我们观察到的宇宙背景来自于宇宙已经有约38万年历史的时候。我们不能直接观察在此之前发生的事情。考虑到我们对物理学的了解，早期的大部分时间是相当好理解的，但大爆炸的最早时刻仍是一个有点神秘的问题。根据标准模型，宇宙最早的时刻是非常得热和密集，甚至宇宙的基本力量的作用也跟现在不同。为了更好地理解大爆炸，我们需要更好地理解这些力量。

而更难理解的力之一是弱力。跟更熟悉的力如引力和电磁力不同，弱力主要是通过其对放射性衰变的影响而被看到。因此，我们可以通过测量事物衰变的速度来研究弱力。但在涉及到中子的时候有一个问题。

中子跟质子一起构成了我们周围的原子核。在一个原子核内，中子可以非常稳定。但当一个中子单独存在时，它通常会在几分钟内衰变。中子的衰变率通常是以其半衰期来表示的。也就是说，一个中子约有50/50的机会发生衰变的时间。从技术上讲，他们测量的是一个被称为中子寿命的相关量，但想法是一样的。

目前，我们有几种测量中子半衰期的方法，如测量一束中子或将其冷却后困在一个磁瓶中，但这些不同的方法给出的半衰期结果不同。这些方法本应该给出相同的结果，但它们并没有。光束法给出的寿命是888秒，而磁瓶法给出的是879秒。也许方法中存在一些系统误差，但这种差异对基础物理学来说是一个问题。不过现在一项新的研究则以第三种方式测量了中子衰变，即利用一个绕月球运行的航天器。

据了解，没有空气的月球表面不断受到宇宙射线的轰击。有时宇宙射线会将一个中子踢出月球表面。当中子加速离开月球时它就有机会发生衰变。因此，研究小组利用NASA的Lunar Prospector卫星来计算不同轨道高度上的中子数量。据此，他们计算出中子的寿命为887秒。

虽然这个结果还不够精确，它不足以解决中子衰变问题，但它确实表明了我们可以利用航天器来获得非常精确的结果--准确到未来的任务也许能够解决早期宇宙学的最薄弱环节。