测量中子寿命的两种方法给出不同的结果，这在宇宙学模型中产生了不确定性。 但没人知道问题是什么
当物理学家从原子核中夺取中子，将其放入瓶中并计算一段时间后，其中还剩下多少中子时，他们就认为中子在平均14分39秒后会经历放射性衰变。 但是，当其他物理学家创造中子射线并计算出现的质子数（即自由中子的衰变产物粒子）时，它们的平均寿命约为14分48秒。
自从1990年代开始计算中子寿命的方法开始得出结果以来，就已经存在了瓶中和梁上的测量值之间的差异。 起初，所有测量都非常不准确，以至没有人担心。 但是逐渐地，这两种方法都得到了改进，但估计值仍存在分歧。 洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员现在使用一种新型的瓶子来进行中子寿命的最准确的瓶子测量，该瓶子类型消除了以前设计中固有的可能误差源。 该结果将很快出现在《科学》杂志上，从而加强了射线实验中测量结果的差异，并增加了出现新物理学的机会，而不是实验中的简单错误。
但是什么样的新物理学呢？ 一月份，两位理论物理学家就上述差异的原因提出了令人兴奋的假设。 加州大学圣地亚哥分校的巴托斯·福纳尔（Bartots Fornal）和本杰明·格林斯坦（Benjamin Greenstein）认为，中子有时会衰减成暗物质-鉴于它们的引力影响，它们构成了整个宇宙七分之七的不可见粒子，同时逃避了数十年的实验搜索。 如果中子有时神秘地变成暗物质而不是质子的粒子，那么它们必须比质子在射线中出现的速度更快地从瓶中消失-这就是发生的情况。
在洛斯阿拉莫斯的UNCtau进行的一项实验，使用瓶装方法测量中子寿命Fornal和Greenstein确定，在最简单的情况下，假设的暗物质粒子的质量应在937.9-938.8 MeV的范围内，并且衰变成这种粒子的中子将发出一定能量的伽马射线。 “这是可以在实验中找到的非常具体的信号，”福纳尔在一次采访中说。
在洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）举行的UCNtau实验小组以超冷中子和tau（中子寿命的希腊字母）命名，她在上个月为Fornal和Greenstein的下一个实验方法做准备时听说了Fornal和Greenstein的工作。 合作者汤兆文和克里斯·莫里斯（Chris Morris）几乎立刻意识到，他们可以将锗探测器拧到自己的瓶子上，以探测中子衰变产生的伽马射线。 莫里斯说：“赵雯去了一个架子，我们收集了探测器所需的零件，将它们放在油箱旁边，开始收集数据。”
数据分析也很快进行。 2月7日，就在Fornal和Greenstein假设出现一个月之后，UCTtau小组在arxiv.org上报告了实验测试的结果。 他们声称以99％的确定性排除了特征性伽玛射线的存在。 在谈到结果时，福纳尔（Fornal）指出，他们并未完全排除暗物质的假设：还有另一种选择，其中中子衰减为两个暗物质粒子，而不是一个粒子和一个伽马射线。 但是，如果没有明确的实验证据，此选项将很难验证。
美国国家标准技术研究院的质子探测器用于辐射法没有发现暗物质的证据。 但是，中子寿命的差异被明确定义为前所未有。 中子的平均寿命是14分39秒还是48秒，这一点非常重要。
物理学家需要知道中子的寿命，才能计算出宇宙最初几分钟内出现的氢和氦的相对含量。 那时中子衰变的速度越快，它们被嵌入氦核后应保留的数量就越少。 田纳西大学和橡树岭国家实验室的核物理学家杰弗里·格林说：“氢和氦的平衡是对大爆炸动力学的许多敏感测试中的第一个，他还谈到了未来十亿年恒星将如何形成。”因为含有更多氢的星系会形成更大的恒星，最终形成更具爆炸性的恒星。 因此，中子寿命会影响对宇宙遥远未来的预测。
另外，中子和质子是由胶子保持在一起的夸克组成的复合基本粒子。 在稳定原子核之外，当其下夸克之一经历弱的核衰变并转变为上夸克时，中子会衰变，后者将中子转变为带正电的质子并生成带负电的电子和反中微子。 夸克和胶子不能分开研究，因此，如格林所说，中子衰变“是研究夸克基本相互作用的最佳替代品”。
必须解决在中子寿命方面存在9秒不确定性的旷日持久的事件。 但是没有人丝毫知道问题是什么。 辐射实验的资深人士格林说：“我们都认真地研究了彼此的实验，如果我们知道问题出在哪里，我们会发现它的。”
垂直-中子寿命，以秒为单位。 射线的实验结果用红色标记，蓝色用瓶子标记。这种差异第一次在2005年成为一个严重的问题，当时由马里兰州盖瑟斯堡的美国国家标准与技术研究院（NIST）的
圣彼得堡核物理研究所和物理
研究所的 Anatoly Serebrov领导的小组报告了瓶和射线本身的测量结果本身非常准确-瓶子误差估计为一秒，辐射误差-估计为三秒-但彼此相差八秒。
经过对工作方案的许多改进，独立检查和对科学家的周到刷牙之后，瓶子和光束的平均时间之间的差异仅略有增加-高达9秒-并且误差减少了。 法国Laue Langevin研究所的核物理学家Peter Geltenbort说，结果有两种选择，他于2005年在Serebrov的团队工作，现在在UCNtau工作：“要么我们拥有一些非常具有异国情调的新物理学，要么我们都高估了准确性测量”。
NIST和其他实验室的科学家研究了射线，以使实验中的许多不确定性来源最小化，包括中子束强度，通过它的探测器的体积以及探测器吸收沿整个光束长度衰减中子产生的质子的探测器的效率。 多年来，格林一直对光束强度的测量持怀疑态度，但独立检查消除了怀疑。 他说：“现在，对于我们还没有注意到的系统现象，我没有更好的候选人。”
至于瓶子，专家们怀疑，即使通过调整瓶子的大小来调整吸收率后，中子仍会被瓶子的壁吸收，尽管它们会被光滑和反射性的材料覆盖。 此外，它可能会丢失计算瓶中幸存中子数量的标准方式中的某些内容。
但是，UCNtau的一项新实验排除了这两种解释。 科学家没有将中子存储在材料瓶中，而是利用磁场捕获了中子。 他们没有将幸存的中子移动到外部探测器，而是使用了浸入磁性瓶中的本地探测器，并迅速吸收了内部的所有神经元。 每种吸收的特征在于一束闪光，这些闪光由光电管记录。 但是，他们的最终结果支持了以前的经验。
它仍然只是继续前进。 “每个人都在前进，”莫里斯说。 他和UCNtau小组仍在收集数据并完成分析，其中的数据是即将在《科学》杂志上发表的工作的两倍。 他们打算测量tau的误差仅为0.2秒。 至于射线，由杰弗里·尼古（Jeffrey Niko）领导的NIST小组现在正在收集数据，并期望结果在两年之内出现，并且误差将限制在一秒钟之内-而在日本，其实验是J-PARC。
NIST和J-PARC将永远确定中子寿命，从而确认UCNtau的结果，否则这一传奇将继续下去。
格林说：“这种紧张是由两种独立方法之间的差异所激发的，从而促进了实验的改进。” 如果只开发一种技术（瓶子或射线），物理学家可能会以错误的价值继续采取行动，将tau值计入他们的计算中。 “拥有两种独立方法的优势在于它们保持诚实。 当我在国家标准局工作时，有一句俗语：“有一只手表的人总能确切知道现在几点了。 一个有两个小时的男人永远不确定。”