20年前,,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種由4個中子組成的奇特物質(zhì)?,F(xiàn)在,他們已經(jīng)找到了證明其存在的最佳證據(jù),。
越來越多的證據(jù)表明,,存在一種奇特而難以捉摸的物質(zhì)。該物質(zhì)由4個中子組成,,它們可以短暫地結(jié)合在一起,。科學(xué)家在20年前的一次實(shí)驗(yàn)中首次獲得這種“四中子”的特征,,但一種新的測量方法使其變得更清晰,、更精確。
雖然所有物質(zhì)都包含中子,,但只有中子星包含完全由這種粒子構(gòu)成的物質(zhì),,它們通過核力結(jié)合在一起。然而,,目前還不清楚這種只有中子的物質(zhì)究竟是什么結(jié)構(gòu),。
2002年,,研究人員意外發(fā)現(xiàn)了鈹和碳原子碰撞后可以形成“四中子”的證據(jù)。這讓許多核物理學(xué)家大吃一驚,,但實(shí)驗(yàn)有很大誤差,,這為其他可能的解釋留下了空間,例如由不同類型的粒子形成,。
在新的研究中,,德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的RomanGernhauser和同事利用不同的粒子碰撞,試圖找到“四中子”存在的確切證據(jù),?!拔覀冃纬闪四芟胂蟮降淖钚≈凶有?,它只包含4個中子,。”
研究人員制造出比平常多出4個中子的氦原子,,然后將其與質(zhì)子碰撞,。最終,這些碰撞只留下了4個中子,,它們可以結(jié)合成一個“四中子”,。
Gernhauser說,由于該實(shí)驗(yàn)旨在抑制可能干擾或被誤認(rèn)為是產(chǎn)生“四中子”的每一個反應(yīng),,因此他們以無與倫比的精度測量了缺失的能量,。通過追蹤缺失的能量,他們推斷出“四中子”形成的時(shí)間非常短暫,,僅有10-22秒鐘,。
“這是一項(xiàng)真正的杰作?!庇骱泊髮W(xué)的MartinFreer表示,。
團(tuán)隊(duì)成員、美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的CarlosBertulani說,,這一發(fā)現(xiàn)將有助于物理學(xué)家對核力本質(zhì)的理論進(jìn)行微調(diào),。他說,自100多年前核物理學(xué)之父歐內(nèi)斯特·盧瑟福時(shí)代開始,,關(guān)于中子如何結(jié)合或不結(jié)合的問題就一直困擾著核物理學(xué)家,。
同在慕尼黑工業(yè)大學(xué)的ThomasFaestermann利用鋰原子試圖制造“四中子”,發(fā)現(xiàn)制造“四中子”所需的能量與新結(jié)果不同,。雖然他同意“四中子”可能存在,,但這種差異提出了一個問題,即它們究竟是如何產(chǎn)生的,。他說:“我正在考慮如何協(xié)調(diào)這兩個測量結(jié)果,?!?nbsp;
Gernhauser和團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一種特殊的探測器,當(dāng)“四中子”進(jìn)入時(shí),,它可以記錄一個清晰的信號,。這將幫助他們更直接地研究該物質(zhì),而不是通過測量其能量來確定細(xì)節(jié),,例如,,4個中子中每個中子與另外3個中子的結(jié)合強(qiáng)度。