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理論計算預測了現已證實的四中子,這是一種奇怪的物質狀態

理論計算預測了現已證實的四中子,這是一種奇怪的物質狀態

理論計算預測了現已證實的四中子,這是一種奇怪的物質狀態

俄羅斯莫斯科國立大學的安德烈·希羅科夫(左)是愛荷華州的訪問科學家,而愛荷華州的詹姆斯·法裡(James Fary)是國際核物理學家團隊的一員,他們在 2014 年和 2016 年對四中子結構進行了理論化、預測和宣布。 Christopher Gannon / 愛荷華州立大學文理學院

James Farey 正在等待核物理實驗來證實他和他的同事在 2014 年夏天的一次演講中理論化、預測和首次報導的“四中子”的真實性,隨後在 2016 年秋天發表了一篇研究論文。

“當我們提出一個理論時,我們總是不得不說我們正在等待實驗證實,”愛荷華州立大學物理學和天文學教授法裡說。

如果四個中子(非常、非常、非常短暫)在暫時的量子態或共振狀態下結合在一起一段時間,那麼 Vary 和一個國際理論家團隊的那一天就到了。

由德國達姆施塔特工業大學的研究人員領導的一個國際小組剛剛宣布對四中子的實驗發現為新研究打開了大門,並可能有助於更好地了解宇宙是如何結合在一起的。 這種新奇的物質狀態也可能在當前或新興技術中具有有用的特性。

你可能記得在科學課上,中子是不帶電荷的亞原子粒子,它與帶正電的質子結合形成原子核。 單個中子是不穩定的,幾分鐘後它們會變成質子。 雙中子和三重中子的組合也不會形成物理學家所說的共振,這是一種在衰變之前暫時穩定的物質狀態。

輸入四中子。 利用加州勞倫斯伯克利國家實驗室的超級計算能力,理論家估計四個中子可以形成一個壽命只有 3 x 10-二十二 秒,不到十億分之一秒。 很難相信,但這足以讓物理學家研究。

理論家的計算表明,四加速器的能量應該約為 80 萬電子伏特(核物理學和高能中的常用測量單位 – 可見光的能量約為 2 到 3 電子伏特。)計算還說明了示意圖的寬度能量尖峰表明四加速器大約為 140 萬電子伏。理論家隨後發表的研究表明,能量可能在 0.7 到 100 萬電子伏之間,而寬度則在 1.1 到 170 萬電子伏之間。 這種敏感性源於採用了兩種不同的可用於中子之間相互作用的候選物。

剛剛在雜誌上發表的一篇論文 脾氣本性 報告表明,日本和光理化學研究所放射性同位素輻射工廠的實驗發現,四極管的能量和寬度分別約為 2.4 和 180 萬電子伏特。 兩者都比理論的發現要大,但法裡說流中存在懷疑。 理論和實驗結果可以涵蓋這些差異。

“四加速器的壽命如此之短,對於核物理學家來說,在它解體之前測量它的特性太令人震驚了。這是一個非常奇怪的系統,”法裡說。

他說,事實上,這是“一種全新的物質狀態。它是短暫的,但它指出了可能性。如果你把其中的兩個或三個放在一起會發生什麼?你能得到更多的穩定性嗎?”

試圖找到四加速器的實驗始於 2002 年,當時在涉及其中一種元素(一種稱為鈹的金屬)的某些反應中提出了該結構。RIKEN 的一個團隊在 2016 年發表的實驗結果中發現了四加速器的跡象。

在項目總結中,法裡寫道:“四加速子將加入中子,成為核圖中的第二個不帶電元素。這為中子之間的強相互作用理論提供了一個有價值的新平台。”

達姆施塔特工業大學核物理研究所的 Mittal Doer 是 脾氣本性 一篇題為“觀察一個自由相關的四中子系統”並宣布實驗確認四中子的論文。 實驗結果是一個 5 西格瑪統計指標,表明確定性發現的可能性為 350 萬分之一。 統計異常。

理論預測發表於 2016 年 10 月 28 日 物理評論快報,題為“四中子共振的預測”。 俄羅斯莫斯科國立大學斯科普利辛核物理研究所的安德烈·希羅科夫是愛荷華州的訪問科學家,他是第一作者。 法裡是通訊作者之一。

“我們能在地球上製造一顆小型中子星嗎?” 雜項標題為四中子項目摘要。 中子星是大質量恆星耗盡燃料並坍縮成超緻密中子結構時剩下的東西。 中子結構,瓦里的一個笑話是“一個短命的、非常輕的中子星”。

瓦里的個人反應? 他說:“我幾乎已經放棄了試驗。在大流行期間我還沒有聽到任何有關這方面的消息。這真是一個巨大的震驚。哦,天哪,我們到了,我們實際上可能有一些新的東西。”


物理學家證明了一種新的亞原子結構的存在


更多信息:
Doerr 等人,相關自由中子四方系統的觀察, 脾氣本性 (2022) DOI: 10.1038 / s41586-022-04827-6

愛荷華州立大學提供

報價單:理論計算預測了現在已確認的四中子,一種奇異的物質狀態(2022 年 6 月 22 日) 於 2022 年 6 月 23 日從 https://phys.org/news/2022-06-theoretical-now-confirmed-tetraneutron-exotic 檢索- 狀態.編程語言

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