Các tính toán lý thuyết đã dự đoán về tetraneutron hiện đã được xác nhận, một trạng thái vật chất kỳ lạ

Andrey Shirokov, bên trái, Đại học Tổng hợp Moscow ở Nga, là một nhà khoa học đến thăm ở Iowa, và James Fary ở Iowa, một phần của nhóm các nhà vật lý hạt nhân quốc tế, những người đã đưa ra lý thuyết, dự đoán và công bố cấu trúc tetraneutron vào năm 2014 và 2016. Christopher Gannon / Trường Đại học Khoa học và Nghệ thuật Tự do Iowa State University

James Farey đã chờ đợi các thí nghiệm vật lý hạt nhân để xác nhận thực tế của “tetraneutron” mà ông và các đồng nghiệp đã lý thuyết, dự đoán và báo cáo lần đầu tiên trong một bài thuyết trình vào mùa hè năm 2014, sau đó là một bài báo nghiên cứu vào mùa thu năm 2016.


Fary, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học bang Iowa cho biết: “Khi chúng tôi trình bày một lý thuyết, chúng tôi luôn phải nói rằng chúng tôi đang chờ đợi xác nhận thực nghiệm.

Nếu bốn (rất, rất) neutron liên kết với nhau trong một khoảng thời gian ngắn ở trạng thái lượng tử tạm thời hoặc tiếng vangvào ngày đó đối với Vary và một nhóm lý thuyết gia quốc tế hiện đã có mặt.

Khám phá thử nghiệm vừa được công bố về một quadrotron của một nhóm quốc tế do các nhà nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Darmstadt của Đức dẫn đầu đã mở ra cánh cửa cho nghiên cứu mới và có thể giúp hiểu rõ hơn về cách vũ trụ được tổ chức với nhau. Trạng thái vật chất mới và kỳ lạ này cũng có thể có những đặc tính hữu ích trong các công nghệ hiện tại hoặc mới nổi.

Các nơtron, bạn có thể nhớ từ lớp khoa học, là các hạt hạ nguyên tử Không mang điện tích, nó kết hợp với các proton mang điện tích dương để tạo thành hạt nhân của nguyên tử. Các neutron riêng lẻ không ổn định và sau vài phút chúng chuyển thành proton. Sự kết hợp của neutron đôi và ba cũng không tạo thành cái mà các nhà vật lý gọi là cộng hưởng, một trạng thái vật chất tạm thời ổn định trước khi nó phân rã.

Nhập tetraotron. Sử dụng sức mạnh siêu máy tính tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley ở California, các nhà lý thuyết đã ước tính rằng bốn neutron có thể tạo thành trạng thái buzz với thời gian tồn tại chỉ 3 x 10-22 Giây, nhỏ hơn một phần tỷ của một phần tỷ giây. Thật khó tin, nhưng chừng đó đủ lâu để các nhà vật lý nghiên cứu nó.

Các nhà lý thuyết tính toán rằng tetratron phải có năng lượng khoảng 0,8 triệu electronvolt (một đơn vị đo lường phổ biến trong vật lý hạt nhân và năng lượng cao – ánh sáng nhìn thấy có năng lượng khoảng 2 đến 3 electronvolt.) cho thấy rằng tetratron Nó sẽ có kích thước khoảng 1,4 triệu vôn điện tử. Các nhà lý thuyết đã công bố các nghiên cứu tiếp theo chỉ ra rằng năng lượng có thể nằm trong khoảng 0,7 đến 1,0 MeV, trong khi chiều rộng sẽ từ 1,1 đến 1,7 MeV. Độ nhạy này nảy sinh từ việc chấp nhận hai ứng cử viên khác nhau có sẵn cho sự tương tác giữa các neutron.

Một bài báo vừa được xuất bản trên tạp chí bản chất nóng nảy Các báo cáo chỉ ra rằng các thí nghiệm được thực hiện tại Nhà máy bức xạ đồng vị phóng xạ tại Viện nghiên cứu RIKEN ở Wako, Nhật Bản, đã phát hiện ra rằng năng lượng và chiều rộng của tetratron tương ứng vào khoảng 2,4 và 1,8 triệu electronvolt. Cả hai đều lớn hơn kết quả lý thuyết nhưng Fary cho biết sự không chắc chắn trong các kết quả lý thuyết và thực nghiệm hiện tại có thể che đậy những khác biệt này.

Fary nói: “Tuổi thọ của tetratron rất ngắn, đây là một cú sốc quá lớn đối với thế giới vật lý hạt nhân mà các đặc tính của nó có thể được đo lường trước khi nó bị hỏng. “Đó là một hệ thống rất kỳ lạ.”

Trên thực tế, nó là “hoàn toàn mới trạng thái của vật chất“Nó không tồn tại lâu lắm,” anh ấy nói, “nhưng nó chỉ ra các khả năng. Điều gì xảy ra nếu bạn đặt hai hoặc ba trong số chúng lại với nhau? Bạn có thể ổn định hơn không?”

Các thí nghiệm cố gắng tìm ra tetratron bắt đầu vào năm 2002 khi cấu trúc được đề xuất trong một số phản ứng nhất định liên quan đến một trong các nguyên tố, một kim loại được gọi là berili. Một nhóm nghiên cứu tại RIKEN đã tìm thấy gợi ý về tetratron trong các kết quả thí nghiệm được công bố vào năm 2016.

Fary viết trong phần tóm tắt dự án: “Tetratron sẽ tham gia với neutron như là phần tử thứ hai trong biểu đồ hạt nhân. Điều này “cung cấp một nền tảng mới có giá trị cho các lý thuyết về tương tác mạnh mẽ giữa các neutron.”

Mittal Doer của Viện Vật lý Hạt nhân tại Đại học Kỹ thuật Darmstadt là tác giả tương ứng của bản chất nóng nảy Một bài báo có tựa đề “Quan sát hệ thống tetraneutron liên kết tự do” và thông báo xác nhận thực nghiệm về tetraneutron. Kết quả của thử nghiệm là một chỉ báo thống kê năm sigma, cho thấy một phát hiện cuối cùng với xác suất 1 trên 3,5 triệu rằng kết quả là một bất thường thống kê.

Dự đoán lý thuyết được công bố vào ngày 28 tháng 10 năm 2016 tại Thư đánh giá vật lýTiêu đề “Dự đoán cộng hưởng từ Tetraneutron”. Andrei Shirokov thuộc Viện Vật lý Hạt nhân Skoplitsyn tại Đại học Tổng hợp Moscow ở Nga, người từng là nhà khoa học đến thăm Iowa, là tác giả đầu tiên. Fary là một trong những tác giả tương ứng.

“Chúng ta có thể tạo ra một ngôi sao neutron nhỏ trên Trái đất không?” Differ có tiêu đề Tóm tắt Dự án Tetraneutron. Một ngôi sao neutron là những gì còn sót lại khi một ngôi sao lớn hết nhiên liệu và sụp đổ thành một cấu trúc neutron siêu dày đặc. Một tetratron cũng là một cấu trúc neutron, một biến thể được gọi đùa là “một ngôi sao neutron rất nhẹ, tồn tại trong thời gian ngắn.”

Phản ứng cá nhân khác nhau? “Tôi đã từ bỏ khá nhiều các thí nghiệm,” anh ấy nói. “Tôi đã không nghe bất cứ điều gì về điều này trong thời gian đại dịch xảy ra. Đây là một cú sốc lớn. Ôi trời ơi, chúng ta đây rồi, chúng ta có thể đã có một cái gì đó mới.”


Các nhà vật lý chứng minh sự tồn tại của một cấu trúc hạ nguyên tử mới


thêm thông tin:
Doerr và cộng sự, quan sát hệ thống neutron tự do tương quan, bản chất nóng nảy (Năm 2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04827-6

Giới thiệu về
Đại học Bang Luau

câu trích dẫn: Các tính toán lý thuyết dự đoán một tetraneutron hiện đã được xác nhận, một trạng thái kỳ lạ của vật chất (2022, ngày 22 tháng 6) Được truy cập vào ngày 23 tháng 6 năm 2022 từ https://phys.org/news/2022-06-theoretical-now-confirm-tetraneutron-exotic – ngôn ngữ lập trình trạng thái

Tai liệu nay la chủ thể để co quyên tac giả. Mặc dù có bất kỳ giao dịch công bằng nào cho mục đích học tập hoặc nghiên cứu cá nhân, không một phần nào được phép sao chép mà không có sự cho phép bằng văn bản. Nội dung chỉ được cung cấp cho mục đích thông tin.

READ  Tên lửa siêu trăng Artemis I của NASA sẽ thử nghiệm một lần nữa trước khi phóng vào tháng 6

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *