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이론적인 계산은 현재 확인된 사중성자, 즉 이상한 상태의 물질을 예측했습니다.

2014년과 2016년에 사중성자 구조를 이론화하고 예측하고 발표한 국제 핵 물리학자 팀의 일원인 아이오와의 방문 과학자였던 러시아 모스크바 주립 대학의 Andrey Shirokov(왼쪽)와 Iowa의 James Fary. 제공: Christopher Gannon / Iowa State University College of Liberal Arts and Sciences

제임스 패리는 2014년 여름 프레젠테이션에서 그와 그의 동료들이 이론화하고 예측하고 처음 보고한 “사중성자”의 실체를 확인하기 위한 핵물리학 실험을 기다리고 있었고, 2016년 가을에는 연구 논문이 발표되기를 기다리고 있었습니다.


Iowa State University의 물리학 및 천문학 교수인 Fary는 “이론을 제시할 때 항상 실험적 확인을 기다리고 있다고 말해야 합니다.

4개의 (매우, 매우) 중성자가 일시적인 양자 상태 또는 에코그날 Vary와 국제 이론가 팀이 자리를 잡았습니다.

독일 다름슈타트 공과 대학(Technical University of Darmstadt)의 연구원들이 이끄는 국제 그룹에 의해 방금 발표된 쿼드로트론의 실험적 발견은 새로운 연구의 문을 열고 우주가 어떻게 결합되어 있는지에 대한 더 나은 이해로 이어질 수 있습니다. 이 새롭고 이국적인 물질 상태는 현재 또는 새로운 기술에서 유용한 속성을 가질 수도 있습니다.

과학 시간에 기억할 수 있는 중성자는 다음과 같습니다. 아원자 입자 전하가 없으면 양전하를 띤 양성자와 결합하여 원자핵을 형성합니다. 개별 중성자는 안정적이지 않으며 몇 분 후에 양성자로 바뀝니다. 이중 및 삼중 중성자의 조합은 또한 물리학자들이 붕괴하기 전에 일시적으로 안정된 물질 상태인 공명이라고 부르는 것을 형성하지 않습니다.

테트라오트론을 입력합니다. 캘리포니아의 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)의 슈퍼컴퓨팅 능력을 사용하여 이론가들은 4개의 중성자가 3 x 10의 수명으로 버즈 상태를 형성할 수 있다고 추정했습니다.-22 초, 10억분의 10억분의 1초 미만입니다. 믿기 ​​어렵지만 물리학자들이 연구하기에 충분한 시간입니다.

이론가들은 테트라트론이 약 800만 전자볼트의 에너지를 가져야 한다고 계산합니다. 테트라트론은 약 140만 전자 볼트가 될 것임을 보여줍니다. 이론가들은 에너지가 0.7에서 1.0 MeV 사이에 있고 너비가 1.1에서 1.7 MeV 사이일 것이라는 후속 연구를 발표했습니다. 이러한 민감도는 중성자 간의 상호 작용에 사용할 수 있는 두 가지 다른 후보를 채택한 결과 발생했습니다.

잡지에 막 게재된 논문 성질 보고서에 따르면 일본 와코에 있는 RIKEN 연구소의 방사성 동위원소 방사선 공장에서 수행된 실험에 따르면 테트라트론의 에너지와 너비는 각각 약 240만 전자볼트와 180만 전자볼트인 것으로 나타났습니다. 둘 다 이론 결과보다 크지만 Fary는 현재 이론 및 실험 결과의 불확실성이 이러한 차이를 커버할 수 있다고 말했습니다.

Fary는 “테트라트론의 수명은 짧고, 붕괴되기 전에 특성을 측정할 수 있다는 것은 핵 물리학자 세계에 너무 큰 충격입니다.”라고 말했습니다. “매우 이상한 시스템입니다.”

실제로 “완전히 새로운 물질의 상태그는 “그리 오래 지속되지는 않았지만 가능성을 지적하고 있다. 그 중 2~3개를 합치면 어떻게 될까? 안정성을 더 높일 수 있을까?”라고 말했다.

테트라트론을 찾기 위한 실험은 2002년 원소 중 하나인 베릴륨이라는 금속과 관련된 특정 반응에서 구조가 제안되었을 때 시작되었습니다. RIKEN 팀은 2016년에 발표된 실험 결과에서 테트라트론의 힌트를 발견했습니다.

Fary는 프로젝트 요약에서 “테트라트론은 핵 그래프의 두 번째 요소로만 중성자와 결합할 것”이라고 썼습니다. 이것은 “중성자 사이의 강한 상호작용 이론을 위한 가치 있는 새로운 플랫폼을 제공합니다.”

다름슈타트 공과 대학의 핵 물리학 연구소의 Mittal Doer는 다음의 교신 저자입니다. 성질 “자유 결합 사중성자 시스템 관찰”이라는 제목의 논문으로 사중성자의 실험적 확인을 발표했습니다. 실험 결과는 5시그마 통계적 표시로 결과가 통계적 이상일 확률이 350만 분의 1인 확실한 결과를 나타냅니다.

이론적 예측은 2016년 10월 28일에 발표되었습니다. 물리적 검토 편지“사중성자 공명 예측”이라는 제목이 붙었습니다. 아이오와에서 방문 과학자였던 러시아 모스크바 주립대학교 스코플리트신 핵물리학 연구소의 안드레이 시로코프가 제1저자이다. Fary는 교신저자 중 한 명입니다.

“지구에 작은 중성자별을 만들 수 있을까?” Tetraneutron 프로젝트의 요약이라는 제목이 다릅니다. 중성자별은 무거운 별에 연료가 고갈되어 초고밀도 중성자 구조로 붕괴될 때 남은 것입니다. 테트라트론은 중성자 구조이기도 하며 농담으로 “짧은 수명의 매우 가벼운 중성자 별”의 변형입니다.

개인의 반응이 다르다? 그는 “나는 실험을 거의 포기했다. “팬데믹 동안 이것에 대해 아무 것도 듣지 못했습니다. 이것은 엄청난 충격이었습니다. 세상에, 여기 있습니다. 우리는 이미 새로운 것을 가지고 있을지도 모릅니다.”


물리학자들은 새로운 아원자 구조의 존재를 증명합니다


추가 정보:
Doerr et al., 상관 자유 중성자 시스템의 관찰, 성질 (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04827-6

인용구: 이론적인 계산은 현재 확인된 사중성자, 즉 이국적인 물질 상태를 예측했습니다(2022년 6월 22일) https://phys.org/news/2022-06-theoretical-now-confirmed-tetraneutron-exotic에서 2022년 6월 23일에 검색함 – 상태 .프로그래밍 언어

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Beom Soojin

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