Физикам, возможно, удалось «поймать за руку» экзотическую мимолетную частицу — тетра-нейтрон

Тетра-нейтрон

Из школьного курса химии и физики нам известно, что все ядра атомов, за исключением водорода, состоят из протонов и нейтронов. Тем не менее, современные теории не исключают возможности существования частиц, состоящих из двух, трех и четырех нейтронов, поиски которых уже ведутся на протяжении более 50 лет с переменным успехом. И недавно, группа исследователей их Технического университета Мюнхена (Technical University of Munich, TUM) при помощи старого списанного ускорителя Van de Graaff получила данные, с большим процентом вероятности указывающие на возможность существования частицы, состоящей из четырех связанных друг с другом нейтронов, так называемого тетра-нейтрона.

Если существование тетра-нейтрона будет подтверждено в конце концов, это заставит ученых пересмотреть все теории относительно сильных ядерных взаимодействий, которые скрепляют и удерживают ядра атомов всех элементов. Кроме этого, новая информация позволит лучше понять особенности некоторых явлений и процессов, протекающих внутри нейтронных звезд, к примеру.

Отметим, что около 20 лет назад одна французская исследовательская группа опубликовала результаты измерений, которые они интерпретировали как подпись тетра-нейтрона. Однако последующие исследования, проведенные другими группами ученых, показали, что использованные французами исследовательские методы вообще не могли предоставить доказательств существования этой мимолетной экзотической частицы.

В 2016 году японские исследователи пытались получить тетра-нейтроны при помощи мишени из гелия-4, бомбардируемой лучом радиоактивного гелия-8. При столкновениях ядер этих элементов должна произойти реакция, результатами которой является ядро бериллия-8 и тетра-нейтрон. Однако, за все время экспериментов японцам удалось обнаружить всего четыре экземпляра ядер бериллия-8 и это указало на то, что тетра-нейтрон мог быть получен, но он очень быстро распался на четыре отдельных нейтрона.

Реакция получения тетра-нейтрона

В своих последних экспериментах германские ученые бомбардировали мишень из лития-7 потоком ядер этого же элемента, разогнанных до скорости в 12 процентов от скорости света. В дополнение к тетра-нейтрону при таких столкновениях должен образовываться углерод-10. И действительно, ученым удалось обнаружить достаточное количество углерода-10, а повторные эксперименты подтвердили полученные ранее результаты.

Обработка собранных данных позволила выделить характерные подписи атомов углерода-10, находящихся в первом возбужденном состоянии, и тетра-нейтрона, связанного заключенной в нем энергией в 0.42 мегаэлектронвольта. Согласно расчетам, стабильность такого тетра-нейтрона была достаточно высока, его период полураспада был равен 450 секундам, что соответствует периоду существования одного свободного нейтрона. «Сделанные нами заключения являются единственным возможным объяснением проведенных измерений физических величин во всех отношениях» — пишут исследователи.

Полученные учеными результаты измерений имеют достоверность на уровне 99.7 процентов или 3 сигма. Но нашим читателям хорошо известно, что для того, чтобы можно было с уверенностью сказать об обнаружении тетра-нейтрона, требуется уровень достоверности в 5 сигма. И эту недостающую достоверность могут дать или не дать независимые дополнительные эксперименты, которые будут проведены в будущем другими группами ученых.

Share Button

Материалы по теме:

Физикам впервые удалось сформировать кристалл, состоящий исключительно из электронов
Группе исследователей из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (Swiss Federal Institute of Technology, ETH Zurich) впервые в истории науки удалось сформировать на поверхности ...
Физикам, наконец, удалось «поймать за руку» оддерон, неуловимую частицу, существование которой было предсказано более 50 лет назад
Ученые-физики, работающие на Большом Адроном Коллайдере, отмечают событие, связанное с долгожданным открытием оддерона (odderon), странной неуловимой частицы, которая появляется на очень короткое время при ...
Ученые впервые синтезировали и исследовали материалы при давлении свыше терапаскаля
Не так давно, группе ученых из Отдела химии Кельнского университета и университета Байройта удалось значительно раздвинуть границы в области исследований материалов при высокой температуре ...
Японские исследователи создали искусственное пространственное измерение в схеме фотонного чипа
Наше восприятие окружающего мира ограничено тремя пространственными измерениями, поэтому этими же тремя измерениями в большинстве случаев ограничены и все созданные ранее и создаваемые сейчас ...
Новый тип датчиков позволил зарегистрировать высокочастотные гравитационные волны, предположительно порожденные темной материей
Новый тип детектора гравитационных волн, развернутый сейчас в Западной Австралии, записал два редких случая, которые могут являться или сигналами от темной материи, или колебаниями ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика