Тетранейтрон

Тетранейтро́н — гипотетическая стабильная (или относительно долгоживущая) частица, состоящая из четырёх нейтронов. Согласно современной ядерной физике, вероятность существования такой частицы ничтожна.^[1] Существуют неподтверждённые экспериментальные данные, которые могут служить указанием на существование тетранейтрона: эксперимент Франсиско-Мигеля Марке и его коллег на Большом национальном ускорителе тяжелых ионов (GANIL) в Кане в 2001 году, в котором использовался новый метод обнаружения распада бериллиевых и литиевых ядер.^[2] Попытки других учёных повторить результат Марке окончились безуспешно.

Эксперимент Марке

Как и во многих экспериментах на ускорителях частиц, команда Марке ускоряла пучки атомных ядер в сторону стационарной мишени и исследовала «осколки», появившиеся в результате столкновения. В данном эксперименте, радиоактивные ядра бериллия-14, бериллия-15 и лития-11 ускорялись и сталкивались с углеродной мишенью. Наилучших результатов удалось достичь с бериллием-14. Гало этого изотопа бериллия состоит из группы четырёх нейтронов, которая легко отделяется от ядра бериллия при столкновении с ядром углерода. Команда Марке разработала новую и оригинальную методику обнаружения связанных групп нейтронов.^[2] Современные модели ядра предполагают, что при столкновении бериллия-14 и углерода должно образоваться ядро бериллия-10 и четыре свободных нейтрона, но сигнал, полученный при столкновении, скорее означал наличие ядра бериллия-10 и группы из нескольких нейтронов — вероятно четырёх, то есть тетранейтрона.

Пост-Маркевские эксперименты

Проведённый впоследствии анализ метода обнаружения, использованного Марке, показал, что по крайней мере часть его анализа полученных наблюдений была некорректна.^[3] При попытках воспроизвести эти наблюдения различными другими методами ни разу не удалось обнаружить какие-либо связанные группы нейтронов.^[4] Если в будущем удастся экспериментально подтвердить существование стабильных тетранейтронов, то потребуется пересмотреть существующие модели атомного ядра. Бертулани и Зелевинский^[5] попытались построить модель тетранейтрона как молекулы, состоящей из двух динейтронов, но пришли к выводу, что это невозможно. Неудачными оказались и другие попытки найти взаимодействия, которые могли бы способствовать образованию многонейтронных групп.^[6][7][8]

Не выглядит возможным изменить современные ядерные гамильтонианы так, чтобы связать тетранейтрон, не уничтожив многочисленные другие удачные прогнозы этих гамильтонианов. Это значит, что если будут подтверждены недавние утверждения об экспериментальных данных о связанном тетранейтроне, то в наше понимание ядерных сил придется внести значительные изменения.

— С.Пипер ^[9]

См. также

• Нейтрон
• Свободный нейтрон
• Динейтрон
• Нейтроний

Примечания

1. ↑ Cierjacks, S.; et al. (January 1965). «Further Evidence for the Nonexistence of Particle-Stable Tetraneutrons». Physical Review 137 (2B): pp. 345-346. DOI:10.1103/PhysRev.137.B345.
2. ↑ ^{1 2} Marqués, F. M.; et al. (April 2002). «Detection of neutron clusters». Physical Review C 65 (4). DOI:10.1103/PhysRevC.65.044006.
3. ↑ Sherrill, B. M.; C. A. Bertulani (February 2004). «Proton-tetraneutron elastic scattering». Physical Review C 69 (2). DOI:10.1103/PhysRevC.69.027601.
4. ↑ Aleksandrov, D. V.; et al. (2005). «Search for Resonances in the Three- and Four-Neutron Systems in the ⁷Li (⁷Li, ¹¹C) 3n and ⁷Li (⁷Li, ¹⁰C) 4n Reactions». JETP Letters 81 (2): 43–46. DOI:10.1134/1.1887912.
5. ↑ Bertulani, C.A.; V.G. Zelevinsky (2003). «Tetraneutron as a dineutron-dineutron molecule». J. Phys. G 29: 2431–2437. DOI:10.1088/0954-3899/29/10/309. arΧiv:nucl-th/0212060.
6. ↑ Lazauskas, Rimantas; Jaume Carbonell (2005). «[URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.71.044004 Three-neutron resonance trajectories for realistic interaction models]». Physical Review C 71. DOI:10.1103/PhysRevC.71.044004. arΧiv:nucl-th/0502037v2.
7. ↑ Arai, Koji (2003). «Resonance states of ⁵H and ⁵Be in a microscopic three-cluster model». Physical Review C 68 (3). DOI:10.1103/PhysRevC.68.034303.
8. ↑ Hemmdan, A.; W. Glöckle; H. Kamada (2002). «Indications for the nonexistence of three-neutron resonances near the physical region». Physical Review C 66 (3). DOI:10.1103/PhysRevC.66.054001. arΧiv:nucl-th/0208007.
9. ↑ Pieper, Steven C. (2003). «Can Modern Nuclear Hamiltonians Tolerate a Bound Tetraneutron?». Physical Review Letters 90 (25). DOI:10.1103/PhysRevLett.90.252501. arΧiv:nucl-th/0302048.