由四个中子组成的粒子经过长期探索终于被观察到


由四个中子组成的粒子经过长期探索终于被观察到。

这是第一次观测到塔特尔中子。

二十年前,物理学家首次发现了一种由四个中微子组成的奇异物质存在的迹象。现在,他们似乎是第一次在实验室里观察到它。

中子和质子构成了宇宙中几乎所有元素的原子核,由于强大的核力而结合在一起。质子不会粘在一起,因为它们的电磁电荷是正的,会将它们分开。中子没有电荷,但将其限制在一定范围内也是一个挑战。

中子星是密度惊人的极端物体,由于重力的作用,它们能够将中子粘在一起。但长期以来,物理学家一直试图创造出一种仅由四个中子组成的粒子,而没有极端的物理现象。正如《自然》杂志报道的那样,他们现在已经完成了这项长期寻求的任务。

“这项实验性突破提供了一个基准,可以用纯中子系统来测试核力,”该研究的主要作者、达姆施塔特大学核物理研究所的梅塔尔·杜尔博士在一份声明中说。

“到目前为止,两个以上中子之间的核相互作用还无法进行测试,理论预测对可能的四中子态的能量和宽度产生了广泛的散射。

研究小组通过向液氢靶发射氦同位素氦-8来实现这一目标。氦-8比最常见的版本多了四个中子。这种相互作用导致氢被踢出,一个氦-4原子被释放,剩下的4个中子可以简单地相互作用。

这种状态被称为四中子,这种特殊粒子的产生可以对中子的性质以及中子星的性质进行新的研究。所使用的技术与之前用于创建这种特定交互的技术不同。

同样来自核物理研究所的Thomas Aumann教授说:“成功观测四中子的关键在于所选择的反应,它将四个中子在一个快速(与核尺度相比)的过程中隔离开来,以及所选择的大动量转移运动学,它将中子与动量空间中的带电粒子分离开来。”

“极端运动学导致几乎无背景测量。我们现在计划在RIBF的一个实验中使用相同的反应,以精确测量低能中子-中子相互作用。我们大学目前正在为该实验建造一个专用的中子探测器”。