Експеримент із чотирма нейтронами виявив докази довго шуканої частинки, що складається з чотирьох нейтронів.
Хоча всі атомні ядра, крім водню, складаються з протонів і нейтронів, фізики шукали частинку, що складається з одного, трьох або чотирьох нейтронів, більше півстоліття. Експерименти, проведені групою фізиків з Технічного університету Мюнхена (TUM) у прискорювальній лабораторії в дослідницькому містечку Гархінга, показують, що може бути присутнім частинка з чотирма зв’язаними нейтронами.
Хоча фізики-ядерники погоджуються, що у Всесвіті немає систем, що складаються лише з протонів, вони шукали частинки, що складаються з одного, трьох або чотирьох нейтронів, понад 50 років.
На тандемному прискорювачі Ван де Граафа Лабораторії Майєра-Лейбніца в дослідницькому містечку Гархінг команда фізиків з Технічного університету Мюнхена (TUM) бомбардувала літій-7 мішень літію-7 атомним ядром літію-7, яке було прискорено до 12 відсотків швидкості світла. Усі результати вимірювань свідчать про те, що їхні експерименти дали бажаний вуглець-10 та тетранейтрон. Авторство: Соня Баттенберг / TUM
Якщо така частинка існує, частини теорії сильної взаємодії повинні бути переосмислені. Крім того, більш детальне вивчення цих частинок може допомогти нам краще зрозуміти властивості нейтронних зірок.
“Сильна взаємодія – це буквально та сила, яка утримує світ у його ядрі. Без нього неможливо уявити атоми, важчі за водень”, – говорить доктор Томас Вестерманн, який керував експериментами.
Тепер усе вказує на те, що саме ці типи частинок були створені в одному з недавніх експериментів, проведених на нині неіснуючому прискорювачі тандемних частинок Ван де Граафа в дослідницькому містечку Гархінг.
На тандемному прискорювачі Ван де Граафа лабораторії Майєра-Лейбніца в дослідницькому містечку Гархінг група фізиків з Технічного університету Мюнхена (TUM) бомбардувала літій-7 мішень атомним ядром літію-7, прискоривши до 12 відсотків. швидкість світла. Усі результати вимірювань свідчать про те, що їхні експерименти дали бажаний вуглець-10 та тетранейтрон. Авторство: Томас Фестерманн / TUM
Довгі пошуки тетранейтрона
Двадцять років тому французька дослідницька група опублікувала вимірювання, які вони інтерпретували як ознаки бажаного тетранейтрона. Однак подальша робота інших груп показала, що використана методологія не може довести існування тетранейтрона.
У 2016 році група в Японії спробувала виготовити тетранейтрон з гелію-4, бомбардуючи його пучком радіоактивних частинок гелію-8. Ця реакція має утворити берилій-8. Насправді їм вдалося виявити чотири таких атома. З результатів вимірювань дослідники дійшли висновку, що тетранейтрон був некорельованим і швидко розпався назад на чотири нейтрони.
Доктор Томас Вестерманн у люку доступу до тандемного прискорювача Ван де Граафа в дослідницькому містечку Гархінг. Тут понад десять мільйонів вольт прискорили іони літію приблизно до 12 відсотків швидкості світла. Вестерманн і його команда бомбардували ціль літію-7 цими іонами літію. Усі результати вимірювань свідчать про те, що їхні експерименти дали бажаний вуглець-10 та тетранейтрон. Авторство: Оле Бенц / TUM
У своїх експериментах Вестерманн і його команда бомбардували мішень літію-7 частинками літію-7, які прискорювалися приблизно на 12 відсотків від швидкості світла. Крім тетранейтрона, він повинен виробляти вуглець 10. Дійсно, фізикам вдалося відкрити цей вид. Повторення підтвердило результат.
непрямі докази
Результати вимірювань команди відповідали очікуваній сигнатурі вуглецю 10 у першому збудженому стані та зв’язаному тетранейтрону 0,42 мегаелектронвольта (МеВ). Згідно з вимірами, тетранейтрон буде приблизно таким же стабільним, як і сам нейтрон. Потім він розпадається шляхом бета-розпаду з періодом напіврозпаду 450 секунд. «Для нас це єдине розумне фізичне пояснення виміряних значень у всіх відношеннях», — пояснює доктор Томас Вестерманн.
Доктор Роман Гернхойзер, науковий співробітник кафедри фізики Мюнхенського технічного університету (TUM), знаходиться в цільовій кімнаті тандемного прискорювача Ван де Граафа в кампусі Гархінга, де іони літію прискорювалися приблизно на 12 відсотків від швидкості світлом, вражаючи мішень з літієм 7. Усі результати вимірювань свідчать про те, що їхні експерименти дали бажаний вуглець-10 і тетранейтрон. Авторство: Оле Бенц / TUM
За результатами їх вимірювань команда досягла впевненості понад 99,7 відсотка, або 3 сигма. Але у фізиці існування частинки вважається остаточно лише тоді, коли досягнута впевненість 5 сигма. Таким чином, дослідники зараз з нетерпінням чекають незалежного підтвердження.
Довідка: «Індикатори зв’язаного четвертинного нейтрона» Томаса Вестермана, Андреаса Бергмайєра, Романа Гернхаузера, Домініка Коля та Махмуда Махгуба, 26 листопада 2021 р. Доступно тут. Літери з фізики В.
DOI: 10.1016 / j.physletb.2021.136799
Лабораторією Майєра-Лейбніца з її тандемним прискорювачем Ван де Граафа спільно керують Технічний університет Мюнхена та Мюнхенський університет Людвіга Максиміліана. Заклад закритий через структурні причини на початку 2020 року. Усі п’ять авторів публікації є випускниками або співробітниками Мюнхенського технічного університету.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
