Тетранейтрон

Тетранейтрон считается несвязанным изотопом со временем жизни около 10 ^-22 секунды. ^[1]^: 275 Стабильность этого кластера из четырех нейтронов не поддерживается современными моделями ядерных сил. ^[2] Недавние эмпирические данные «согласуются с тем, что квазисвязанное состояние тетранейтрона существует в течение очень короткого времени». ^[3]

Эксперимент Маркеса

Франсиско-Мигель Маркес и его коллеги из ускорителя Ганиль в Кане использовали ускоритель частиц для запуска атомных ядер в углеродные мишени и наблюдали «распыление» частиц в результате столкновений. ^[4] В данном случае эксперимент включал стрельбу ядрами бериллия-14 , бора-15 и лития-11 по небольшой углеродной мишени, наиболее успешным оказался бериллий-14. Этот изотоп бериллия имеет ядерное гало , состоящее из четырех сгруппированных нейтронов; это позволяет легко отделить его в целости и сохранности при высокоскоростном столкновении с углеродной мишенью. ^[5] должно образоваться четыре отдельных нейтрона Современные ядерные модели предполагают, что при производстве бериллия-10 , но единственный сигнал, обнаруженный при производстве бериллия-10, предполагает наличие мультинейтронного кластера в продуктах распада; скорее всего, ядро бериллия-10 и четыре нейтрона слились вместе в тетранейтрон.

Более поздний анализ метода, использованного в эксперименте Маркеса, показал, что механизм обнаружения маловероятен. ^[6] но это предложение было отвергнуто, ^[7] и попытки воспроизвести эти наблюдения различными методами не привели к успешному обнаружению нейтронных кластеров. ^[8]

Последствия гипотетических связанных тетранейтронов

Однако если существование связанных тетранейтронов когда-либо будет независимо подтверждено, в существующие ядерные модели придется внести значительные коррективы. Бертулани и Зелевинский предположили, что, если бы тетранейтрон существовал, он мог бы образоваться из связанного состояния двух динейтронных систем. ^[9] Однако попытки смоделировать взаимодействия, которые могли бы привести к образованию мультинейтронных кластеров, потерпели неудачу. ^[10]^[11]^[12] и «кажется невозможным изменить современные ядерные гамильтонианы, чтобы связать тетранейтрон, не разрушив при этом многие другие успешные предсказания этих гамильтонианов. Это означает, что, если недавнее экспериментальное утверждение о связанном тетранейтроне подтвердится, наше понимание ядерных сил придется изменить». существенно измениться». ^[13] Дальнейшая работа ^[14] в 2019 году предполагает потенциально наблюдаемые последствия в корах нейтронных звезд , если тетранейтрон существует.

Доказательства очень недолговечных резонансов

В 2016 году исследователи из RIKEN в Вако , Япония, обнаружили доказательства того, что тетранейтрон кратковременно существует в виде резонанса . Они выпустили луч богатых нейтронами ядер гелия-8 (два протона и шесть нейтронов) по жидкой мишени, состоящей из гелия-4 (два протона и два нейтрона). Иногда в результате реакции образовывались ядра бериллия-8 с четырьмя протонами и четырьмя нейтронами, оставляя четыре нейтрона неучтенными. Если четырехнейтронное ядро и возникло, то оно просуществовало около 10 ⁻²¹ секунд, прежде чем распадется на другие частицы. ^[15]^[16]^[17]

Доказательства существования несвязанных кластеров 4-нейтронных резонансов при распаде ядер бериллия -14. ^[5] в ⁸Он- ⁸Будьте взаимодействиями, ^[17] и столкновения ⁴Ядра He дают расчетное время жизни около 10 ^-22 секунды. ^[3]Эти открытия должны углубить наше понимание ядерных сил. ^[18]^[19]

См. также

Примечания

^ Тённессен, Майкл (2016). «Несвязанные изотопы» . Открытие изотопов . Чам: Международное издательство Springer. стр. 275–291. дои : 10.1007/978-3-319-31763-2_16 . ISBN 978-3-319-31761-8 .
^ Сьержекс, С.; и др. (1965). «Дальнейшие доказательства отсутствия стабильных частиц тетранейтронов» . Физический обзор . 137 (2Б): 345–346. Бибкод : 1965PhRv..137..345C . дои : 10.1103/PhysRev.137.B345 .
^ Jump up to: ^а ^б Дуэр, М.; Ауманн, Т.; Гернхойзер, Р.; Панин В.; Пасхалис, С.; Росси, Д.М.; Ашури, Нидерланды; Ан, Д.; Баба, Х.; Бертулани, Калифорния; Бёмер, М.; Борецкий, К.; Цезарь, К.; Чига, Н.; Корси, А. (23 июня 2022 г.). «Наблюдение коррелированной системы свободных четырех нейтронов» . Природы . 606 (7915): 678–682. Бибкод : 2022Natur.606..678D . дои : 10.1038/s41586-022-04827-6 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 9217746 . ПМИД 35732764 .
^ Маркес, Ф. Мигель; Карбонелл, Жауме (март 2021 г.). «В поисках легких мультинейтронных систем» . Европейский физический журнал А. 57 (3): 105. arXiv : 2102.10879 . Бибкод : 2021EPJA...57..105M . дои : 10.1140/epja/s10050-021-00417-8 . ISSN 1434-6001 . S2CID 231986449 .
^ Jump up to: ^а ^б Маркес, FM; Лабиш, М.; Орр, Северная Каролина; Анжелика, JC; Аксельссон, Л.; Бенуа, Б.; Бергманн, Калифорнийский университет; Борге, MJG; Кэтфорд, Западная Нью-Йорк; Чаппелл, GSP; Кларк, Нью-Мексико; Коста, Г.; Кертис, Н.; Д'Арриго, А.; де Гоес Бреннан, Э. (1 апреля 2002 г.). «Обнаружение нейтронных кластеров» . Физический обзор C. 65 (4): 044006. arXiv : nucl-ex/0111001 . Бибкод : 2002PhRvC..65d4006M . дои : 10.1103/PhysRevC.65.044006 . ISSN 0556-2813 . S2CID 37431352 .
^ Шерилл, Б.М.; Бертулани, Калифорния (2004). «Упругое рассеяние протон-тетранейтронов». Физический обзор C . 69 (2): 027601. arXiv : nucl-th/0312110 . Бибкод : 2004PhRvC..69b7601S . дои : 10.1103/PhysRevC.69.027601 . S2CID 26590179 .
^ Маркес, FM; и др. (2005). «О возможном обнаружении ⁴n событий при расставании ¹⁴Be». arXiv : nucl-ex/0504009v1 .
^ Александров, Д.В.; и др. (2005). «Поиск резонансов в трех- и четырехнейтронных системах в ⁷Что ( ⁷Что, ¹¹В) 3 н и ⁷Что ( ⁷Что, ¹⁰В) 4 n реакции». Письма ЖЭТФ . 81 (2): 43–46. Bibcode : 2005JETPL..81...43A . doi : 10.1134/1.1887912 . S2CID 121267804 .
^ Бертулани, Калифорния; Зелевинский, В.Г. (2003). «Тетранейтрон как молекула динейтрон-динейтрон». Журнал физики Г. 29 (10): 2431–2437. arXiv : nucl-th/0212060 . Бибкод : 2003JPhG...29.2431B . дои : 10.1088/0954-3899/29/10/309 . S2CID 55535943 .
^ Лазаускас Р.; Карбонелл, Дж. (2005). «Трехнейтронные резонансные траектории для реалистичных моделей взаимодействия». Физический обзор C . 71 (4): 044004. arXiv : nucl-th/0502037v2 . Бибкод : 2005PhRvC..71d4004L . doi : 10.1103/PhysRevC.71.044004 . S2CID 119105439 .
^ Арай, К. (2003). «Резонансные состояния ⁵Рука ⁵Быть в микроскопической трехкластерной модели». Physical Review C. 68 ( 3): 034303. Bibcode : 2003PhRvC..68c4303A . doi : 10.1103/PhysRevC.68.034303 .
^ Хеммдан, А.; Глёкле, В.; Камада, Х. (2002). «Признаки отсутствия трехнейтронных резонансов вблизи физической области». Физический обзор C . 66 (3): 054001. arXiv : nucl-th/0208007 . Бибкод : 2002PhRvC..66e4001H . doi : 10.1103/PhysRevC.66.054001 . S2CID 11852197 .
^ Пипер, Южная Каролина (2003). «Могут ли современные ядерные гамильтонианы переносить связанный тетранейтрон?». Письма о физических отзывах . 90 (25): 252501. arXiv : nucl-th/0302048 . Бибкод : 2003PhRvL..90y2501P . doi : 10.1103/PhysRevLett.90.252501 . ПМИД 12857127 . S2CID 31164554 .
^ Иваницкий О.; Анхелес Перес-Гарсия, М.; Альбертус, К. (2019). «Конденсация тетранейтронов в богатой нейтронами материи» . Европейский физический журнал А. 55 (10): 184. arXiv : 1904.11512 . Бибкод : 2019EPJA...55..184I . дои : 10.1140/epja/i2019-12900-6 .
^ Грант, Эндрю (8 февраля 2016 г.). «Физики нашли признаки четырехнейтронного ядра» . Новости науки . Проверено 8 февраля 2016 г.
^ Бертулани, Карлос А.; Зелевинский, Владимир (2016). «Четыре нейтрона вместе на мгновение» . Природа . 532 (7600): 448–449. Бибкод : 2016Natur.532..448B . дои : 10.1038/nature17884 . ПМИД 27049938 .
^ Jump up to: ^а ^б Кисамори, К.; и др. (2016). «Кандидат в резонансное состояние тетранейтрона, населенное ⁴Он( ⁸Он, ⁸Be) Реакция». Physical Review Letters . 116 (5): 052501. Bibcode : 2016PhRvL.116e2501K . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.052501 . PMID 26894705 .
^ «Физики нашли признаки четырехнейтронного ядра» . 24 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 29 июля 2017 г. Проверено 27 июня 2017 г.
^ Орр, Найджел (3 февраля 2016 г.). «Могут ли четыре нейтрона танго?» . Физика . 9 : 14. Бибкод : 2016PhyOJ...9...14O . дои : 10.1103/Физика.9.14 .

Внешние ссылки

Анонс возможных наблюдений тетранейтронов
Объявление о возможных наблюдениях тетранейтронов. Архивировано 25 ноября 2008 г. в Wayback Machine (на французском языке).
Анонс возможных наблюдений тетранейтронов (Интернет-архив)

[ThoennessenReview-1] Тённессен, Майкл (2016). «Несвязанные изотопы» . Открытие изотопов . Чам: Международное издательство Springer. стр. 275–291. дои : 10.1007/978-3-319-31763-2_16 . ISBN 978-3-319-31761-8 .

[cierjacks65-2] Сьержекс, С.; и др. (1965). «Дальнейшие доказательства отсутствия стабильных частиц тетранейтронов» . Физический обзор . 137 (2Б): 345–346. Бибкод : 1965PhRv..137..345C . дои : 10.1103/PhysRev.137.B345 .

[DuerNature2022-3] Jump up to: ^а ^б Дуэр, М.; Ауманн, Т.; Гернхойзер, Р.; Панин В.; Пасхалис, С.; Росси, Д.М.; Ашури, Нидерланды; Ан, Д.; Баба, Х.; Бертулани, Калифорния; Бёмер, М.; Борецкий, К.; Цезарь, К.; Чига, Н.; Корси, А. (23 июня 2022 г.). «Наблюдение коррелированной системы свободных четырех нейтронов» . Природы . 606 (7915): 678–682. Бибкод : 2022Natur.606..678D . дои : 10.1038/s41586-022-04827-6 . ISSN 0028-0836 . ПМЦ 9217746 . ПМИД 35732764 .

[4] Маркес, Ф. Мигель; Карбонелл, Жауме (март 2021 г.). «В поисках легких мультинейтронных систем» . Европейский физический журнал А. 57 (3): 105. arXiv : 2102.10879 . Бибкод : 2021EPJA...57..105M . дои : 10.1140/epja/s10050-021-00417-8 . ISSN 1434-6001 . S2CID 231986449 .

[marques02-5] Jump up to: ^а ^б Маркес, FM; Лабиш, М.; Орр, Северная Каролина; Анжелика, JC; Аксельссон, Л.; Бенуа, Б.; Бергманн, Калифорнийский университет; Борге, MJG; Кэтфорд, Западная Нью-Йорк; Чаппелл, GSP; Кларк, Нью-Мексико; Коста, Г.; Кертис, Н.; Д'Арриго, А.; де Гоес Бреннан, Э. (1 апреля 2002 г.). «Обнаружение нейтронных кластеров» . Физический обзор C. 65 (4): 044006. arXiv : nucl-ex/0111001 . Бибкод : 2002PhRvC..65d4006M . дои : 10.1103/PhysRevC.65.044006 . ISSN 0556-2813 . S2CID 37431352 .

[sherrill04-6] Шерилл, Б.М.; Бертулани, Калифорния (2004). «Упругое рассеяние протон-тетранейтронов». Физический обзор C . 69 (2): 027601. arXiv : nucl-th/0312110 . Бибкод : 2004PhRvC..69b7601S . дои : 10.1103/PhysRevC.69.027601 . S2CID 26590179 .

[marques05-7] Маркес, FM; и др. (2005). «О возможном обнаружении ⁴n событий при расставании ¹⁴Be». arXiv : nucl-ex/0504009v1 .

[aleksandrov05-8] Александров, Д.В.; и др. (2005). «Поиск резонансов в трех- и четырехнейтронных системах в ⁷Что ( ⁷Что, ¹¹В) 3 н и ⁷Что ( ⁷Что, ¹⁰В) 4 n реакции». Письма ЖЭТФ . 81 (2): 43–46. Bibcode : 2005JETPL..81...43A . doi : 10.1134/1.1887912 . S2CID 121267804 .

[bz03-9] Бертулани, Калифорния; Зелевинский, В.Г. (2003). «Тетранейтрон как молекула динейтрон-динейтрон». Журнал физики Г. 29 (10): 2431–2437. arXiv : nucl-th/0212060 . Бибкод : 2003JPhG...29.2431B . дои : 10.1088/0954-3899/29/10/309 . S2CID 55535943 .

[lazauskas05-10] Лазаускас Р.; Карбонелл, Дж. (2005). «Трехнейтронные резонансные траектории для реалистичных моделей взаимодействия». Физический обзор C . 71 (4): 044004. arXiv : nucl-th/0502037v2 . Бибкод : 2005PhRvC..71d4004L . doi : 10.1103/PhysRevC.71.044004 . S2CID 119105439 .

[arai03-11] Арай, К. (2003). «Резонансные состояния ⁵Рука ⁵Быть в микроскопической трехкластерной модели». Physical Review C. 68 ( 3): 034303. Bibcode : 2003PhRvC..68c4303A . doi : 10.1103/PhysRevC.68.034303 .

[hemmdan02-12] Хеммдан, А.; Глёкле, В.; Камада, Х. (2002). «Признаки отсутствия трехнейтронных резонансов вблизи физической области». Физический обзор C . 66 (3): 054001. arXiv : nucl-th/0208007 . Бибкод : 2002PhRvC..66e4001H . doi : 10.1103/PhysRevC.66.054001 . S2CID 11852197 .

[pieper03-13] Пипер, Южная Каролина (2003). «Могут ли современные ядерные гамильтонианы переносить связанный тетранейтрон?». Письма о физических отзывах . 90 (25): 252501. arXiv : nucl-th/0302048 . Бибкод : 2003PhRvL..90y2501P . doi : 10.1103/PhysRevLett.90.252501 . ПМИД 12857127 . S2CID 31164554 .

[Arxiv2019-14] Иваницкий О.; Анхелес Перес-Гарсия, М.; Альбертус, К. (2019). «Конденсация тетранейтронов в богатой нейтронами материи» . Европейский физический журнал А. 55 (10): 184. arXiv : 1904.11512 . Бибкод : 2019EPJA...55..184I . дои : 10.1140/epja/i2019-12900-6 .

[15] Грант, Эндрю (8 февраля 2016 г.). «Физики нашли признаки четырехнейтронного ядра» . Новости науки . Проверено 8 февраля 2016 г.

[16] Бертулани, Карлос А.; Зелевинский, Владимир (2016). «Четыре нейтрона вместе на мгновение» . Природа . 532 (7600): 448–449. Бибкод : 2016Natur.532..448B . дои : 10.1038/nature17884 . ПМИД 27049938 .

[Kisamori-17] Jump up to: ^а ^б Кисамори, К.; и др. (2016). «Кандидат в резонансное состояние тетранейтрона, населенное ⁴Он( ⁸Он, ⁸Be) Реакция». Physical Review Letters . 116 (5): 052501. Bibcode : 2016PhRvL.116e2501K . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.052501 . PMID 26894705 .

[sciencealert-18] «Физики нашли признаки четырехнейтронного ядра» . 24 февраля 2016 г. Архивировано из оригинала 29 июля 2017 г. Проверено 27 июня 2017 г.

[19] Орр, Найджел (3 февраля 2016 г.). «Могут ли четыре нейтрона танго?» . Физика . 9 : 14. Бибкод : 2016PhyOJ...9...14O . дои : 10.1103/Физика.9.14 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]