由四個中子組成的粒子經過長期探索終於被觀察到

由四個中子組成的粒子經過長期探索終於被觀察到。

這是第一次觀測到塔特爾中子。

二十年前，物理學家首次發現了一種由四個中微子組成的奇異物質存在的跡象。現在，他們似乎是第一次在實驗室里觀察到它。

中子和質子構成了宇宙中幾乎所有元素的原子核，由於強大的核力而結合在一起。質子不會粘在一起，因為它們的電磁電荷是正的，會將它們分開。中子沒有電荷，但將其限制在一定範圍內也是一個挑戰。

中子星是密度驚人的極端物體，由於重力的作用，它們能夠將中子粘在一起。但長期以來，物理學家一直試圖創造出一種僅由四個中子組成的粒子，而沒有極端的物理現象。正如《自然》雜誌報道的那樣，他們現在已經完成了這項長期尋求的任務。

「這項實驗性突破提供了一個基準，可以用純中子系統來測試核力，」該研究的主要作者、達姆施塔特大學核物理研究所的梅塔爾·杜爾博士在一份聲明中說。

「到目前為止，兩個以上中子之間的核相互作用還無法進行測試，理論預測對可能的四中子態的能量和寬度產生了廣泛的散射。

研究小組通過向液氫靶發射氦同位素氦-8來實現這一目標。氦-8比最常見的版本多了四個中子。這種相互作用導致氫被踢出，一個氦-4原子被釋放，剩下的4個中子可以簡單地相互作用。

這種狀態被稱為四中子，這種特殊粒子的產生可以對中子的性質以及中子星的性質進行新的研究。所使用的技術與之前用於創建這種特定交互的技術不同。

同樣來自核物理研究所的Thomas Aumann教授說：「成功觀測四中子的關鍵在於所選擇的反應，它將四個中子在一個快速（與核尺度相比）的過程中隔離開來，以及所選擇的大動量轉移運動學，它將中子與動量空間中的帶電粒子分離開來。」

「極端運動學導致幾乎無背景測量。我們現在計劃在RIBF的一個實驗中使用相同的反應，以精確測量低能中子-中子相互作用。我們大學目前正在為該實驗建造一個專用的中子探測器」。