Нейтроний

Гипотетическое вещество, состоящее исключительно из нейтронов

Нейтроний (или нейтрий , ^[1] или нейтрит ^[2] ) — гипотетическое вещество, состоящее исключительно из нейтронов . Это слово было придумано ученым Андреасом фон Антропоффом в 1926 году (до открытия нейтрона в 1932 году ) для гипотетического «элемента с атомным номером ноль» (с нулевым количеством протонов в ядре), который он поместил во главе периодической таблицы (обозначается как -). ^{[3] [4]} Однако значение термина со временем изменилось , и со второй половины 20-го века он также использовался для обозначения чрезвычайно плотных веществ, напоминающих нейтронно-вырожденную материю, которая , как предполагалось, существует в ядрах нейтронных звезд ; далее « вырожденный нейтроний» будет относиться к нему.

В нейтронных звездах

Поперечное сечение нейтронной звезды. Здесь ядро ​​имеет нейтроны или нейтронно-вырожденную материю и кварковую материю .

Нейтроний используется в популярной физической литературе ^{[1] [2]} для обозначения материала, присутствующего в ядрах нейтронных звезд (звезд, которые слишком массивны, чтобы поддерживаться давлением вырождения электронов , и которые коллапсируют в более плотную фазу материи). В научной литературе для этого материала используется термин «нейтронно-вырожденная материя» ^[5] или просто нейтронная материя . ^[6]

Гипотетические мультинейтроны

Термин «нейтроний» был придуман в 1926 году Андреасом фон Антропоффом для предполагаемой формы материи, состоящей из нейтронов без протонов или электронов , которую он поместил как химический элемент с атомным номером ноль во главе своей новой версии периодической таблицы . ^[3] Впоследствии он был помещен в середину нескольких спиральных представлений периодической системы для классификации химических элементов, таких как Чарльз Джанет (1928), Эдгар Эмерсон (1944), ^{[7] [8]} и Джон Д. Кларк (1950).

Термин не используется в научной литературе ни для конденсированной формы материи, ни как элемент, и теоретический анализ не ожидает никаких связанных форм нейтронов без протонов. ^[9] Если бы нейтроний считался элементом, то эти нейтронные кластеры можно было бы считать изотопами этого элемента. Однако эти сообщения не были дополнительно обоснованы.

• Нейтрон : Изолированный нейтрон претерпевает бета-распад со средним временем жизни приблизительно 15 минут ( период полураспада приблизительно 10 минут), превращаясь в протон ( ядро водорода ), электрон и антинейтрино .
• Динейтрон: Динейтрон, содержащий два нейтрона, не является стабильной связанной частицей, но был предложен как чрезвычайно короткоживущее резонансное состояние, создаваемое ядерными реакциями с участием трития . Резонанс был однозначно обнаружен в 2012 году при распаде бериллия-16. ^{[10] [11]} Было высказано предположение о его временном существовании в ядерных реакциях, создаваемых гелионами (полностью ионизированными ядрами гелия-3), которые приводят к образованию протона и ядра , имеющего тот же атомный номер , что и ядро-мишень, но массовое число на две единицы больше. Гипотеза динейтрона долгое время использовалась в ядерных реакциях с экзотическими ядрами . ^[12] Несколько применений динейтрона в ядерных реакциях можно найти в обзорных статьях. ^[13] Было доказано, что его существование имеет отношение к ядерной структуре экзотических ядер. ^[14] Система, состоящая только из двух нейтронов, не является связанной, хотя притяжение между ними почти достаточно, чтобы сделать их таковыми. ^[15] Это имеет некоторые последствия для нуклеосинтеза и распространенности химических элементов . ^{[13] [16]}
• Тринейтрон: состояние тринейтрона, состоящее из трех связанных нейтронов, не обнаружено и, как ожидается, не будет связано. ^[17]
• Тетранейтрон : Тетранейтрон — гипотетическая частица, состоящая из четырех связанных нейтронов. Сообщения о ее существовании не были воспроизведены. ^{[18] [19]}
• Пентанейтрон: Расчеты показывают, что гипотетическое состояние пентанейтрона, состоящее из кластера из пяти нейтронов, не будет связано. ^[20]

Смотрите также

• Компактная звезда
• Водород – в своей наиболее распространенной форме имеет ядро, содержащее только протон.

Ссылки

1. Inglis-Arkell, Esther (2012-04-14). "Нейтрий: самое нейтральное гипотетическое состояние материи из когда-либо существовавших". io9.com . Архивировано из оригинала 2014-11-12 . Получено 2013-02-11 .
2. Журавлева, Валентина (2005). Баллада о звездах: Истории научной фантастики, ультравоображения и ТРИЗ. Technical Innovation Center, Inc. стр. 75. ISBN 978-0-9640740-6-4. Архивировано из оригинала 2022-04-12 . Получено 2019-04-25 .
3. фон Антропов, А. (1926). «Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen». Zeitschrift für Angewandte Chemie (на немецком языке). 39 (23): 722–725. Бибкод : 1926АнгЧ..39..722В. дои : 10.1002/ange.19260392303.
4. Стюарт, П. Дж. (2007). «Столетие Дмитрия Менделеева: таблицы и спирали, благородные газы и Нобелевские премии». Основы химии . 9 (3): 235–245. doi :10.1007/s10698-007-9038-x. S2CID  97131841.
5. Анджело, JA (2006). Энциклопедия космоса и астрономии. Infobase Publishing . стр. 178. ISBN 978-0-8160-5330-8. Архивировано из оригинала 2019-12-15 . Получено 2016-10-28 .
6. Гандольфи, Стефано; Гезерлис, Александрос; Карлсон, Дж. (2015-10-19). «Нейтронная материя от низкой до высокой плотности». Annual Review of Nuclear and Particle Science . 65 (1): 303–328. arXiv : 1501.05675 . Bibcode :2015ARNPS..65..303G. doi :10.1146/annurev-nucl-102014-021957. ISSN  0163-8998.
7. Эмерсон, Эдгар И. (1944). «Новая спиральная форма периодической таблицы». Журнал химического образования . 21 (3): 111. Bibcode : 1944JChEd..21..111E. doi : 10.1021/ed021p111.
8. Эмерсон, Эдгар И. (1944). «Диаграмма, основанная на атомных числах, показывающая электронную структуру элементов». Журнал химического образования . 21 (5): 254. Bibcode : 1944JChEd..21..254E. doi : 10.1021/ed021p254.
9. Тимофеюк, NK (2003). "Существуют ли мультинейтроны?". Journal of Physics G. 29 ( 2): L9. arXiv : nucl-th/0301020 . Bibcode : 2003JPhG...29L...9T. doi : 10.1088/0954-3899/29/2/102. S2CID  2847145.
10. Ширбер, М. (2012). «Ядра испускают спаренные нейтроны». Физика . 5 : 30. Bibcode : 2012PhyOJ...5...30S. doi : 10.1103/Physics.5.30.
11. Spyrou, A.; Kohley, Z.; Baumann, T.; Bazin, D.; et al. (2012). "Первое наблюдение распада динейтрона в основном состоянии: 16Be". Physical Review Letters . 108 (10): 102501. Bibcode :2012PhRvL.108j2501S. doi : 10.1103/PhysRevLett.108.102501 . PMID  22463404.
12. Bertulani, CA; Baur, G. (1986). "Coincidence Cross-sections for the Dissociation of Light Ions in High-energy Collisions" (PDF) . Nuclear Physics A . 480 (3–4): 615–628. Bibcode :1988NuPhA.480..615B. doi :10.1016/0375-9474(88)90467-8. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-20.
13. Bertulani, CA; Canto, LF; Hussein, MS (1993). "Структура и реакции нейтронно-избыточных ядер" (PDF) . Physics Reports . 226 (6): 281–376. Bibcode :1993PhR...226..281B. doi :10.1016/0370-1573(93)90128-Z. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-09-28.
14. Хагино, К.; Сагава, Х.; Накамура, Т.; Шимура, С. (2009). "Двухчастичные корреляции в континуальных дипольных переходах в ядрах Борромео". Physical Review C. 80 ( 3): 1301. arXiv : 0904.4775 . Bibcode : 2009PhRvC..80c1301H. doi : 10.1103/PhysRevC.80.031301. S2CID  119293335.
15. MacDonald, J.; Mullan, DJ (2009). «Нуклеосинтез Большого взрыва: сильная ядерная сила встречает слабый антропный принцип». Physical Review D. 80 ( 4): 3507. arXiv : 0904.1807 . Bibcode : 2009PhRvD..80d3507M. doi : 10.1103/PhysRevD.80.043507. S2CID  119203730.
16. Кнеллер, Дж. П.; Маклафлин, Г. К. (2004). «Влияние связанных динейтронов на BBN». Physical Review D. 70 ( 4): 3512. arXiv : astro-ph/0312388 . Bibcode : 2004PhRvD..70d3512K. doi : 10.1103/PhysRevD.70.043512. S2CID  119060865.
17. Li, JG; Michel, N.; Hu, BS; Zuo, W.; Xu, FR (2019). "Ab initio no-core Gamow shell-modelcalculations of multineutron systems". Physical Review C. 100 ( 5): 054313. arXiv : 1911.06485 . Bibcode : 2019PhRvC.100e4313L. doi : 10.1103/PhysRevC.100.054313.
18. Bertulani, CA; Zelevinsky, V. (2003). «Является ли тетранейтрон связанной молекулой динейтрон-динейтрон?». Journal of Physics G. 29 ( 10): 2431–2437. arXiv : nucl-th/0212060 . Bibcode : 2003JPhG...29.2431B. doi : 10.1088/0954-3899/29/10/309. S2CID  55535943.
19. "Тетра-нейтронный эксперимент: понимание ядерных сил, возможно, должно быть существенно изменено". Архивировано 13 декабря 2021 г. на Wayback Machine . SciTechDaily, 12 декабря 2021 г. Мюнхенский технический университет (TUM)
20. Bevelacqua, JJ (1981). "Стабильность частиц пентанейтрона". Physics Letters B. 102 ( 2–3): 79–80. Bibcode :1981PhLB..102...79B. doi :10.1016/0370-2693(81)91033-9.