自由中子能维持多久的生命周期？不到十五分钟。这个短暂的生命周期充满了神秘的色彩。
测量中子寿命的方法不尽相同，得出的结果也有明显的差异，这一现象至今仍然让科学家们困惑不已。最近，《自然科研》网站发表了一篇聚焦于洛斯阿拉莫斯实验室的超冷中子实验的文章，该实验或许能更精确地测量中子寿命。科学家们坚信，解开中子寿命差异之谜是通往新理论的关键，甚至可能突破粒子物理的标准模型。
与此另一种方法则采用保温瓶储存超冷中子，过一段时间后统计中子数量。例如位于新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室和法勒诺布尔的劳厄-郎之万研究所就使用了这种方法。从2005年开始，这类装置开始得出结果。例如2008年法国和俄国科学家的联合实验结果是：878.5秒，误差正负1秒。
问题出现了：用“数质子”的方法测量得到的中子寿命平均为885.4秒左右，而用“数中子”的方法得到的结果则是878.5秒左右。无论哪种方法，科学家给出的结果都比较精确（误差在几秒之内）。但这个近八秒的差距无法通过测量误差来解释。田纳西大学的物理学家杰弗里⋅格林表示：“差异令人尴尬。”NIST的物理学家沙农⋅胡格海德也说：“我们不知道为什么它们会有所不同。”他们正在试图找出问题的根源。
今年，《自然科研》网站发表文章讨论了这一问题。科学家们正在尝试使用一种结合两种方法的实验来测量同一批中子的寿命。在洛斯阿拉莫斯实验室的实验中，粒子探测器被放入瓶状的中子陷阱中，同时使用两种方法来计数同一批中子。这种差异虽然不大，但却足以影响一些相关计算的结果。例如，《科学人》指出，预测宇宙中的第一个原子核是如何形成的就需要准确知道中子的寿命。描绘大后的景象时，中子寿命是最不确定的参数之一。此外了解中子衰变也对理解自然的四种基本力量之一的弱力非常重要。这种力量对中子衰变等放射性衰变负责为中子衰变是光粒子和重粒子之间弱相互作用的最简单的例子之一。粒子物理学的标准模型很好地描述了中子衰变但科学家们想知道它是否是一个完整的描述。如果测量结果偏离标准模型的预测可能会引导我们走向更新更深层次的物理学领域。此外改进版的保温瓶也在其他重要实验中发挥了作用比如寻找电荷分布的不对称性等这可能解释为什么宇宙中的反物质如此稀少的问题一些重要的实验也可能受益于改进版的保温瓶例如寻找冷中子的电偶极矩实验等。除了测量中子寿命外其他重要的实验也可能受益于改进后的保温瓶技术例如寻找冷中子的电偶极矩实验可能揭示电荷分布的不对称性进而解释宇宙中为何反物质如此稀少的问题这有望超越标准模型物理学的研究范畴。
