Учені заявили, що виявили скупчення з чотирьох нейтронів

Фізики виявили найбільш яскраву ознаку легендарної "чудової четвірки" нейтронів.

Протягом шести десятиліть дослідники полювали за скупченнями з чотирьох нейтронів, які отримали назву тетранейтрони. Докази їхнього існування були досить хиткими. Здебільшого теоретичні.

Тепер учені заявляють, що спостерігали скупчення частинок, які, мабуть, є тетранейтронами. Якщо це так, то результат ядерних досліджень зміцнює версію реального існування "чудової четвірки". Однак низка вчених сумніваються, що заявлені тетранейтрони дійсно є тим, чим здаються.

На відміну від атомного ядра, де протони і нейтрони міцно пов'язані один з одним, передбачувані тетранейтрони перебувають у квазідзв'язаному, або резонансному, стані. Це означає, що вони проявляються лише протягом швидкоплинних миттєвостей - менше мільярд трильйонної частки секунди.

Скупчення з чотирьох нейтронів. Математична модельДослідження опубліковано в журналі Nature від 23 червня.

Тетранейтрони захоплюють фізиків, оскільки, якщо їхнє існування буде підтверджено, вчені зможуть виділити і дослідити передбачувані нейтрон-нейтронні сили і внутрішню роботу атомних ядер. Відомо, що вони містять один або кілька протонів, тому немає повного розуміння фізичної природи сил, що діють усередині "груп", які складаються тільки з нейтронів.

Виявлення чотирьохнейтронної збірки, безумовно, сенсація.

"Досі не було реального спостереження ... такої системи, що складається тільки з нейтронів", - каже фізик-ядерник Мейтал Дуер із Технічного університету Дармштадт у Німеччині.

Щоб створити нейтронні квартети, Дуер і його колеги почали з пучка радіоактивного, багатого на нейтрони гелію-8, створеного в RIKEN у Вако, Японія.

Потім група направила пучок на мішень, що містить протони. Коли ядро гелію-8 і протон стикалися, протон вибивав групу з двох протонів і двох нейтронів, тобто альфа-частинки. Оскільки кожне вихідне ядро гелію-8 мало два протони і шість нейтронів, залишалося чотири нейтрони.

Вимірявши моменти альфа-частинки та активного протона, дослідники визначили енергію чотирьох нейтронів. Вимірювання показало, що є ознака резонансу.

У минулому "були вказівки, але ніколи не було зрозуміло", чи існують тетранейтрони, каже фізик-ядерник Марлен Ассіє з Лабораторії фізики в Орсе, Франція.

У 2016 році Ассіє та її колеги повідомили про виявлення кількох тетранейтронів. У новому дослідженні вчені говорять про спостереження близько 30 скупчень.

"У мене немає жодних сумнівів з приводу цього вимірювання", - стверджує фізик.

Колізія чотирьох нейтронівАле теоретичні розрахунки того, що відбувається під час зіткнення чотирьох нейтронів, викликають скепсис щодо існування тетранейтронного резонансу.

Якби сили між нейтронами були достатньо сильні, щоб створити тетранейтронний резонанс, мали б ще існувати певні типи атомних ядер, яких, як відомо, немає, - пояснює фізик-теоретик Наталя Тимофеюк з Університету Суррея, Гілфорд, Англія.

Іншими словами, дослідники спостерігали не справжній резонанс, а інший ефект, який ще не зрозумілий. Наприклад, поштовх може бути результатом "пам'яті" про місцезнаходження всередині ядра гелію-8, щось на зразок інерції.

Інші теоретичні розрахунки все ж узгоджуються з отриманими результатами.

"Дійсно, теоретичні результати дуже суперечливі, оскільки вони або пророкують тетранейтронний резонанс у хорошій згоді з результатами, представленими в даній роботі, або не пророкують ніякого резонансу взагалі", - каже фізик-теоретик Стефано Гандольфі з Лос-Аламоської національної лабораторії в Нью-Мексико.

Для розуміння результатів експерименту потрібні подальші розрахунки.

Нові експерименти теж можуть допомогти. Оскільки виявити нейтрони, які не мають електричного заряду, складніше, ніж заряджені частинки, дослідники безпосередньо не спостерігали частинки.

У майбутніх експериментах Дуер і його колеги сподіваються виявити нейтрони і краще визначити властивості тетранейтронів.

Теги: Нейтрон
Поділитися:

Написати коментар