stringtranslate.com

Тетранейтрон

Тетранейтрон считается несвязанным изотопом со временем жизни около 10 -22 секунд. [1] : 275  Стабильность этого кластера из четырех нейтронов не поддерживается текущими моделями ядерных сил. [2] Недавние эмпирические данные «согласуются с квазисвязанным состоянием тетранейтрона, существующим в течение очень короткого времени». [ 3]

Эксперимент Маркеса

Франсиско-Мигель Маркес и его коллеги на ускорителе GANIL в Кане использовали ускоритель частиц для обстрела атомных ядер углеродных мишеней и наблюдали «брызг» частиц от полученных столкновений. [4] В этом случае эксперимент включал обстрел ядер бериллия-14 , бора-15 и лития-11 небольшой углеродной мишенью, наиболее успешным оказался бериллий-14. Этот изотоп бериллия имеет ядерное гало , состоящее из четырех сгруппированных нейтронов; это позволяет ему легко отделяться нетронутым при высокоскоростном столкновении с углеродной мишенью. [5] Современные ядерные модели предполагают, что при образовании бериллия-10 должно образоваться четыре отдельных нейтрона , но единственный сигнал, обнаруженный при образовании бериллия-10, предполагает наличие многонейтронного кластера в продуктах распада; скорее всего, ядро ​​бериллия-10 и четыре нейтрона, слитые вместе в тетранейтрон.

Более поздний анализ метода, использованного в эксперименте Маркеса, показал, что механизм обнаружения маловероятен [6], но это предположение было опровергнуто [7] , а попытки воспроизвести эти наблюдения другими методами не привели к успешному обнаружению каких-либо нейтронных кластеров. [8]

Последствия гипотетических связанных тетранейтронов

Однако, если существование связанных тетранейтронов когда-либо будет независимо подтверждено, в текущие ядерные модели придется внести значительные коррективы. Бертулани и Зелевинский предположили, что если бы он существовал, тетранейтрон мог бы быть образован связанным состоянием двух динейтронных систем. [9] Однако попытки смоделировать взаимодействия, которые могли бы привести к образованию многонейтронных кластеров, потерпели неудачу, [10] [11] [12] и «не представляется возможным изменить современные ядерные гамильтонианы для связывания тетранейтрона, не разрушив многие другие успешные предсказания этих гамильтонианов. Это означает, что если недавнее экспериментальное утверждение о связанном тетранейтроне будет подтверждено, наше понимание ядерных сил должно будет существенно измениться». [13] Дальнейшая работа [14] в 2019 году предполагает потенциально наблюдаемые последствия в корках нейтронных звезд , если тетранейтрон существует.

Доказательства очень кратковременных резонансов

В 2016 году исследователи из RIKEN в Вако , Япония, наблюдали доказательства того, что тетранейтрон существует недолгое время как резонанс . Они выстрелили пучком нейтронно-богатых ядер гелия-8 (два протона и шесть нейтронов) в жидкую мишень, состоящую из гелия-4 (два протона и два нейтрона). Иногда реакция производила ядра бериллия-8 с четырьмя протонами и четырьмя нейтронами, оставляя четыре нейтрона неучтенными. Если ядро ​​с четырьмя нейтронами действительно возникало, оно существовало около 10−21 секунд , прежде чем распадалось на другие частицы. [15] [16] [17]

Доказательства существования несвязанных кластеров резонансов 4 нейтронов при распаде ядер бериллия -14 [5] во взаимодействиях 8 He- 8 Be [17] и столкновениях ядер 4 He дают предполагаемое время жизни около 10-22 секунд . [3] Эти открытия должны углубить наше понимание ядерных сил. [18] [19]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Thoennessen, Michael (2016). «Несвязанные изотопы». Открытие изотопов . Cham: Springer International Publishing. стр. 275–291. doi :10.1007/978-3-319-31763-2_16. ISBN 978-3-319-31761-8.
  2. ^ Cierjacks, S.; et al. (1965). «Дополнительные доказательства отсутствия стабильных тетранейтронов». Physical Review . 137 (2B): 345–346. Bibcode : 1965PhRv..137..345C. doi : 10.1103/PhysRev.137.B345.
  3. ^ Аб Дуэр, М.; Ауманн, Т.; Гернхойзер, Р.; Панин В.; Пасхалис, С.; Росси, DM; 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». Природа . 606 (7915): 678–682. Бибкод : 2022Natur.606..678D. дои : 10.1038/s41586-022-04827-6. ISSN  0028-0836. ПМЦ 9217746 . PMID  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.
  5. ^ аб Маркес, FM; Лабиш, М.; Орр, Н.А.; Анжелика, JC; Аксельссон, Л.; Бенуа, Б.; Бергманн, Калифорнийский университет; Борге, MJG; Кэтфорд, Западная Нью-Йорк; Чаппелл, САУ; 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. doi : 10.1103/PhysRevC.65.044006. ISSN  0556-2813. S2CID  37431352.
  6. ^ Sherrill, BM; Bertulani, C. A (2004). "Упругое рассеяние протонов и тетранейтронов". Physical Review C. 69 ( 2): 027601. arXiv : nucl-th/0312110 . Bibcode : 2004PhRvC..69b7601S. doi : 10.1103/PhysRevC.69.027601. S2CID  26590179.
  7. ^ Marqués, FM; et al. (2005). «О возможном обнаружении событий 4 n при распаде 14 Be». arXiv : nucl-ex/0504009v1 .
  8. ^ Александров, Д.В. и др. (2005). «Поиск резонансов в трех- и четырехнейтронных системах в реакциях 7 Li ( 7 Li, 11 C) 3 n и 7 Li ( 7 Li, 10 C) 4 n ». Письма в ЖЭТФ . 81 (2): 43–46. Bibcode : 2005JETPL..81...43A. doi : 10.1134/1.1887912. S2CID  121267804.
  9. ^ Bertulani, CA; Zelevinsky, VG (2003). «Тетранейтрон как молекула 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.
  10. ^ Лазаускас, Р.; Карбонелл, Дж. (2005). "Трехнейтронные резонансные траектории для реалистичных моделей взаимодействия". Physical Review C. 71 ( 4): 044004. arXiv : nucl-th/0502037v2 . Bibcode : 2005PhRvC..71d4004L. doi : 10.1103/PhysRevC.71.044004. S2CID  119105439.
  11. ^ Араи, К. (2003). «Резонансные состояния 5 H и 5 Be в микроскопической трехкластерной модели». Physical Review C. 68 ( 3): 034303. Bibcode : 2003PhRvC..68c4303A. doi : 10.1103/PhysRevC.68.034303.
  12. ^ Хеммдан, А.; Глёкле, В.; Камада, Х. (2002). «Признаки отсутствия трёхнейтронных резонансов вблизи физической области». Physical Review C. 66 ( 3): 054001. arXiv : nucl-th/0208007 . Bibcode : 2002PhRvC..66e4001H. doi : 10.1103/PhysRevC.66.054001. S2CID  11852197.
  13. ^ Pieper, SC (2003). «Могут ли современные ядерные гамильтонианы выдержать связанный тетранейтрон?». Physical Review Letters . 90 (25): 252501. arXiv : nucl-th/0302048 . Bibcode : 2003PhRvL..90y2501P. doi : 10.1103/PhysRevLett.90.252501. PMID  12857127. S2CID  31164554.
  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 обнаружили признаки четырехнейтронного ядра». Science News . Получено 8 февраля 2016 г.
  16. ^ Бертулани, Карлос А.; Зелевинский, Владимир (2016). «Четыре нейтрона вместе на мгновение». Nature . 532 (7600): 448–449. Bibcode :2016Natur.532..448B. doi : 10.1038/nature17884 . PMID  27049938.
  17. ^ ab Kisamori, K.; et al. (2016). "Кандидатное резонансное состояние тетранейтрона, заселенное реакцией 4 He( 8 He, 8 Be)". Physical Review Letters . 116 (5): 052501. Bibcode : 2016PhRvL.116e2501K. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.052501. PMID  26894705.
  18. ^ "Физики обнаружили признаки четырехнейтронного ядра". 2016-02-24. Архивировано из оригинала 2017-07-29 . Получено 2017-06-27 .
  19. ^ Орр, Найджел (2016-02-03). "Могут ли четыре нейтрона танцевать танго?". Физика . 9 : 14. Bibcode : 2016PhyOJ...9...14O. doi : 10.1103/Physics.9.14 .

Внешние ссылки