Czy odkrycie fizyków pozwoli lepiej zrozumieć siły jądrowe?
Wydaje się, że wysiłki naukowców trwające od ponad 60 lat zostały nagrodzone. Nowe odkrycie może przybliżyć do stworzenia poszukiwanych skupisk złożonych z czterech neutronów zwanych tetraneutronami. Funkcjonujące we współczesnej fizyce teorie nie przewidują istnienia stanów utworzonych z samych neutronów w związku ze zbyt małą energią wiązania pomiędzy nimi. Niemniej jednak ich poszukiwanie jest istotne we współczesnej fizyce.
Dlaczego fizycy poszukują tetraneutronów?
W jądrze atomowym protony i neutrony są silnie ze sobą związane. Potencjalne tetraneutrony wydają się być stanami quasi-związanymi, ich czas trwania to mniej niż jedna miliardowa z bilionowej części sekundy.
Jądra atomów posiadają przynajmniej jeden proton, przez co fizycy nie mają możliwości pełnego poznania sił grupach, które złożone są z samych neutronów. Z tego powodu tetraneutrony są niezwykle fascynujące. Potwierdzenie ich odkrycia pomogą zbadać tajemnicze siły neutronowo-neutronowe.
Odkrycie naukowców byłoby pierwszym tego typu
"Do tej pory nie było prawdziwych obserwacji [...] takiego układu, który składa się wyłącznie z neutronów"
W celu stworzenia kwartetów neutronowych wykorzystano wiązki radioaktywnego helu, bogatego w neutrony tzw. helu-8, który sprowadzony został z Japonii. Uderzono nim w cel zawierający protony. Podczas uderzenia została wybita grupa dwóch protonów i dwóch neutronów a jako, że każde jądro helu-8 posiadało dwa protony i sześć neutronów, ostatecznie zostały cztery neutrony. Według Marlène Assié, fizyka jądrowego z Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie w Orsay we Francji do tej pory były pewne wskazania, ale nie było pewności co do istnienia tetraneutronów.
Wątpliwości i konieczność dalszych badań
Ze względu na pewne rozbieżności w uzyskanych wynikach i obliczeniach teoretycznych, cześć naukowców poddaje w wątpliwość nowe odkrycie.
"W rzeczywistości teoretyczne wyniki są bardzo kontrowersyjne, ponieważ albo przewidują rezonans tetraneutronowy zgodny z wynikami przedstawionymi w tym artykule, albo w ogóle nie przewidują żadnego rezonansu".
Wykrywanie neutronów nie tworzących łuku elektrycznego jest znacznie trudniejsze niż wykrycie naładowanych cząstek. Z pewnością niezbędne są dalsze obliczenia oraz dodatkowe eksperymenty.
Źródło: Duer, M., Aumann, T., Gernhäuser, R. et al. Observation of a correlated free four-neutron system. Nature 606, 678-682 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04827-6
