李木子

20年前，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種由4個(gè)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(gè)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(cè)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Roman Gernhauser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≈凶有牵话?個(gè)中子?！?/p>

研究人員制造出比平常多出4個(gè)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(gè)中子，它們可以結(jié)合成一個(gè)“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(gè)反應(yīng)，因此他們以無與倫比的精度測(cè)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Martin Freer表示。

團(tuán)隊(duì)成員、美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的Carlos Bertulani說，這一發(fā)現(xiàn)將有助于物理學(xué)家對(duì)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Thomas Faestermann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(gè)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(gè)測(cè)量結(jié)果?！?/p>

Gernhauser和團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一種特殊的探測(cè)器，當(dāng)“四中子”進(jìn)入時(shí)，它可以記錄一個(gè)清晰的信號(hào)。這將幫助他們更直接地研究該物質(zhì)，而不是通過測(cè)量其能量來確定細(xì)節(jié)，例如，4個(gè)中子中每個(gè)中子與另外3個(gè)中子的結(jié)合強(qiáng)度。