科研團(tuán)隊(duì)獲得“四中子態(tài)”迄今最明確證據(jù)
近日,來(lái)自德國(guó)、日本、美國(guó)和中國(guó)等國(guó)的科學(xué)家組成的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)在最新一期《自然》雜志上發(fā)表論文稱,他們獲得了迄今最明確的證實(shí)“四中子態(tài)”這種物質(zhì)存在的證據(jù),有助科學(xué)家更好地理解宇宙是如何形成的,這種新奇的物質(zhì)形態(tài)也可能擁有對(duì)現(xiàn)有或新興技術(shù)有用的性質(zhì)。
![]() 研究團(tuán)隊(duì)成員、北京大學(xué)物理學(xué)院助理教授楊再宏對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋說(shuō),雖然所有物質(zhì)都含有中子,但只有中子星包含幾乎完全由中子構(gòu)成的物質(zhì),這些中子通過(guò)核力結(jié)合在一起。越來(lái)越多證據(jù)表明,存在著一種奇特而難以捉摸的物質(zhì)——“四中子態(tài)”(tetraneutron),它由4個(gè)中子短暫地結(jié)合在一起形成。 20年前,科學(xué)家們首次獲得了“四中子態(tài)”存在的“蛛絲馬跡”——發(fā)現(xiàn)了鈹和碳原子碰撞后可能形成“四中子態(tài)”的證據(jù),但當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差很大,科學(xué)家們提出了其他可能性,如所謂的“四中子態(tài)”是不同類型的粒子形成等。 ![]() 在最新研究中,慕尼黑工業(yè)大學(xué)的羅曼·格恩哈烏斯及其同事,制造出了比普通氦原子多4個(gè)中子的氦原子,然后讓其與質(zhì)子碰撞。這些氦原子在碰撞后只留下了4個(gè)中子,而這4個(gè)中子可以結(jié)合形成“四中子態(tài)”。隨后,研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量了碰撞前后所有粒子的能量和動(dòng)量,從而計(jì)算出碰撞形成“四中子態(tài)”后丟失的能量,并通過(guò)這一能量推斷出,“四中子態(tài)”的“壽命”僅為10—22秒。 格恩哈烏斯團(tuán)隊(duì)目前正在開(kāi)發(fā)一種特殊的探測(cè)器,當(dāng)一個(gè)“四中子態(tài)”進(jìn)入其中時(shí),它會(huì)記錄下清晰的信號(hào),這將有助于更直接地研究這種物質(zhì),獲取其更精確的細(xì)節(jié)。 據(jù)楊再宏介紹,北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也在研發(fā)新型探測(cè)設(shè)備,可直接捕捉“四中子態(tài)”在“壽終正寢”時(shí)放出的4個(gè)中子,對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度“拍照”,并進(jìn)一步研究更重的“中子物質(zhì)”(如“六中子態(tài)”“八中子態(tài)”),深入探索這種目前已知僅存在于中子星內(nèi)部的新奇物質(zhì)形態(tài)。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/news/2022-06-theoretical-now-confirmed-tetraneutron-exotic-state.html |