Тетранейтрон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Тетранейтрон — гіпотетичне стабільне скупчення чотирьох нейтронів . Існування цього скупчення частинок не підтверджується сучасними моделями ядерних сил.[1] Існують деякі емпіричні дані, які свідчать про існування цієї частинки, засновані на експерименті 2001 року, проведеному Франциско-Мігелем Маркесом і його співробітниками на прискорювачі GANIL[fr], в Кані, використовуючи новий метод виявлення під час спостережень за розпадом ядер берилію і літію.[2] Однак подальші спроби повторити це спостереження зазнали невдачі.

Подальша робота[3] у 2019 році передбачає потенційно спостережувані наслідки в корі нейтронних зір, якщо тетранейтрон існує.

Експеримент Маркеса[ред. | ред. код]

Як і в багатьох експериментах з прискорювачем частинок, команда Маркеса обстрілювала атомними ядрами вуглецеві мішені і спостерігала «розбризкування» частинок в результаті зіткнень. У цьому випадку експеримент включав опромінення ядрами берилію-14, берилію-15 і літію-11 невеликої вуглецевої мішені, найуспішнішим був берилій-14. Цей ізотоп берилію має ядерне гало[en], яке складається з чотирьох кластеризованих нейтронів; це дозволяє легко відокремити їх в цілості під час швидкісного зіткнення з вуглецевою мішенню.[2] Сучасні моделі ядра припускають, що при утворенні берилію-10[en] повинні виникнути чотири окремих нейтрони, але єдиний сигнал, виявлений при утворенні берилію-10, припускає наявність багатонейтронного кластера в продуктах розпаду; швидше за все, ядро берилію-10 і чотири нейтрони злилися разом у тетранейтрон.

Після експерименту Маркеса[ред. | ред. код]

Пізніший аналіз методу виявлення, використаного в експерименті Маркеса, показав, що принаймні частина початкового аналізу була помилковою[4], а спроби відтворити ці спостереження різними методами не виявили жодних нейтронних кластерів.[5] Однак, якби існування стабільних тетранейтронів коли-небудь було незалежно підтверджено, до поточних ядерних моделей потрібно було б внести значні корективи. Бертулані і Зелевінський припустили, що, якби він існував, тетранейтрон міг би бути утворений зв'язаним станом двох дінейтронних систем.[6] Однак спроби змоделювати взаємодії, які могли б призвести до мультинейтронних кластерів, зазнали невдачі,[7][8][9], і «не здається можливим змінити сучасні ядерні гамільтоніани на зв'язування тетранейтрона, не руйнуючи багато інших успішних прогнозів цих гамільтоніанів. Це означає, що, якщо нещодавнє експериментальне твердження про зв'язаний тетранейтрон буде підтверджено, наше розуміння ядерних сил доведеться суттєво змінити»[10] .

У 2016 році дослідники з RIKEN[en] у Вако, Японія, виявили докази того, що тетранейтрон короткочасно існує у вигляді резонансу. Вони випустили пучок багатих нейтронами ядер гелію-8 (два протони і шість нейтронів) на рідку мішень, що складається з гелію-4 (два протони і два нейтрони). Іноді в результаті реакції утворюються ядра берилію-8 з чотирма протонами і чотирма нейтронами, залишаючи чотири нейтрони неврахованими. Якщо ядро з чотирма нейтронами і виникло, воно існувало приблизно 10−21 секунду, перш ніж розпатися на інші частинки.[11][12][13] Експеримент 2022 року, також у RIKEN, направив промінь гелію-8 на багату протонами мішень, також знайшовши докази резонансу з часом життя приблизно 4×10−22 с.[14][15]

У 2021 році, з іншого боку, команда з Технічного університету Мюнхена бомбардувала літієм-7 мішень з літію-7 і знайшла попередні докази зв'язаного стану чотирьох нейтронів з розрахунковим часом життя в кілька хвилин, подібним до вільний нейтрон.[16][17]

У 2022 році команда фізиків, яка виконувала експерименти на прискорювачі SAMURAI (RIKEN[en]), повідомила про спостереження корельованої чотиринейтронної системи.[18] У ході експерименту обстрілювали ядрами гелію-8 протонну мішень. Час життя тетранейтрона оцінювався у (3,8 ± 0,8) × 10⁻²² с.[18]

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Cierjacks, S. та ін. (1965). Further Evidence for the Nonexistence of Particle-Stable Tetraneutrons. Physical Review. 137 (2B): 345—346. Bibcode:1965PhRv..137..345C. doi:10.1103/PhysRev.137.B345.
  2. ↑ а б Marqués, F. M. та ін. (2002). Detection of neutron clusters. Physical Review C. 65 (4): 044006. arXiv:nucl-ex/0111001. Bibcode:2002PhRvC..65d4006M. doi:10.1103/PhysRevC.65.044006.
  3. ↑ Ivanytskyi, Perez-Garcia & Albertus (2019). Tetraneutron condensation in neutron rich matter. TBA. TBA (TBA): TBA. arXiv:nucl-th/0011512.
  4. ↑ Sherrill, B. M.; Bertulani, C. A (2004). Proton-tetraneutron elastic scattering. Physical Review C. 69 (2): 027601. arXiv:nucl-th/0312110. Bibcode:2004PhRvC..69b7601S. doi:10.1103/PhysRevC.69.027601.
  5. ↑ Aleksandrov, D. V. та ін. (2005). Search for Resonances in the Three- and Four-Neutron Systems in the 7Li (7Li, 11C) 3n and 7Li (7Li, 10C) 4n Reactions. JETP Letters. 81 (2): 43—46. Bibcode:2005JETPL..81...43A. doi:10.1134/1.1887912.
  6. ↑ Bertulani, C. A.; Zelevinsky, V. G. (2003). Tetraneutron as a dineutron-dineutron molecule. Journal of Physics G. 29 (10): 2431—2437. arXiv:nucl-th/0212060. Bibcode:2003JPhG...29.2431B. doi:10.1088/0954-3899/29/10/309.
  7. ↑ Lazauskas, R.; Carbonell, J. (2005). Three-neutron resonance trajectories for realistic interaction models. Physical Review C. 71 (4): 044004. arXiv:nucl-th/0502037v2. Bibcode:2005PhRvC..71d4004L. doi:10.1103/PhysRevC.71.044004.
  8. ↑ Arai, K. (2003). Resonance states of 5H and 5Be in a microscopic three-cluster model. Physical Review C. 68 (3): 034303. Bibcode:2003PhRvC..68c4303A. doi:10.1103/PhysRevC.68.034303.
  9. ↑ Hemmdan, A.; Glöckle, W.; Kamada, H. (2002). Indications for the nonexistence of three-neutron resonances near the physical region. Physical Review C. 66 (3): 054001. arXiv:nucl-th/0208007. Bibcode:2002PhRvC..66e4001H. doi:10.1103/PhysRevC.66.054001.
  10. ↑ Pieper, S. C. (2003). Can Modern Nuclear Hamiltonians Tolerate a Bound Tetraneutron?. Physical Review Letters. 90 (25): 252501. arXiv:nucl-th/0302048. Bibcode:2003PhRvL..90y2501P. doi:10.1103/PhysRevLett.90.252501. PMID 12857127.
  11. ↑ Physicists find signs of four-neutron nucleus. Science News. 8 лютого 2016. Процитовано 8 лютого 2016.
  12. ↑ Bertulani, Carlos A.; Zelevinsky, Vladimir (2016). Four neutrons together momentarily. Nature. 532 (7600): 448—449. Bibcode:2016Natur.532..448B. doi:10.1038/nature17884. PMID 27049938.
  13. ↑ Kisamori, K. та ін. (2016). Candidate Resonant Tetraneutron State Populated by the 4He(8He,8Be) Reaction. Physical Review Letters. 116 (5). doi:10.1103/PhysRevLett.116.052501.
  14. ↑ Physicists may have finally spotted elusive clusters of four neutrons. ScienceNews. 22 червня 2022. Процитовано 26 червня 2022.
  15. ↑ Duer, M. та ін. (2022). Observation of a correlated free four-neutron system. Nature. 606 (7915): 678—682. doi:10.1038/s41586-022-04827-6.
  16. ↑ Tetra-Neutron Experiment: Understanding of Nuclear Forces Might Have To Be Significantly Changed. SciTech Daily. 12 грудня 2021. Процитовано 13 грудня 2021.
  17. ↑ Faestermann, Thomas; Bergmaier, Andreas; Gernhäuser, Roman; Koll, Dominik; Mahgoub, Mahmoud (January 2022). Indications for a bound tetraneutron. Physics Letters B. 824: 136799. doi:10.1016/j.physletb.2021.136799. ISSN 0370-2693.
  18. ↑ а б Duer, M.; Aumann, T.; Gernhäuser, R.; Panin, V.; Paschalis, S.; Rossi, D. M.; Achouri, N. L.; Ahn, D.; Baba, H. (2022-06). Observation of a correlated free four-neutron system. Nature (англ.). Т. 606, № 7915. с. 678—682. doi:10.1038/s41586-022-04827-6. ISSN 1476-4687. Процитовано 26 червня 2022.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Тетранейтрон&oldid=36552143