테트라뉴트론

Tetraneutron

테트라뉴트론은 4개의 중성자로 이루어진 가상의 안정적인 군집이다. 이 입자 군집의 존재는 현재의 원자력 모델에 의해 뒷받침되지 않는다.[1] 베릴륨과 리튬 핵의 붕괴를 관찰하는 새로운 검출 방법을 사용하여 2001년 프란시스코-미구엘 마르퀘스와 카엔의 간일 액셀러레이터의 동료들의 실험에 근거하여 이 입자가 존재한다는 것을 암시하는 몇 가지 경험적 증거가 있다.[2] 그러나 이 관찰을 복제하려는 이후의 시도는 실패했다.

2019년의 추가 연구는[3] 만약 테트라뉴트론이 존재한다면 중성자 항성 지각에 잠재적으로 관측 가능한 결과를 시사한다.

마르케스의 실험

많은 입자 가속기 실험과 마찬가지로 마키스의 팀은 탄소 표적을 향해 원자핵을 발사했고, 그 결과 발생하는 충돌에서 나오는 입자의 "분사"를 관찰했다. 이 경우 실험에는 베릴륨-14, 베릴륨-15, 리튬-11핵을 작은 탄소 표적으로 발사하는 것이 포함되었는데, 가장 성공적인 것은 베릴륨-14이다. 베릴륨의 이 동위원소는 4개의 군집화된 중성자로 구성된 핵광로를 가지고 있다. 이것은 탄소 목표와의 고속 충돌에서 그것이 쉽게 온전하게 분리될 수 있게 한다.[2] 현재의 핵모델은 베릴륨-10이 생성될 때 4개의 중성자가 분리되어야 한다고 제안하지만, 베릴륨-10의 생산에서 검출된 단일 신호는 베릴륨-10 핵 및 4개의 중성자가 4개의 테트라뉴트론에서 융합된 다뉴우트론 군집을 시사했다.

마르케스의 실험 이후

마르키스의 실험에 사용된 검출 방법에 대한 후기 분석에서는 적어도 원래의 분석의 일부에 결함이 있음을 시사했고,[4] 이러한 관측치를 다른 방법으로 재현하려는 시도는 어떤 중성자 군집도 성공적으로 검출하지 못했다.[5] 그러나 안정적인 테트라뉴트론의 존재가 독자적으로 확인된다면 현재의 핵 모델에 상당한 조정이 이루어져야 할 것이다. 베르툴라니와 젤레빈스키는[6] 만약 그것이 존재한다면, 테트라뉴트론은 두 디뉴트론 시스템의 결합 상태에 의해 형성될 수 있다고 제안했다. 그러나 다단계 군집을 발생시킬 수 있는 상호작용을 모형화하려는 시도는 실패했으며 "현대의 핵 해밀턴인들이 해밀턴인들의 다른 많은 성공적인 예측들을 파괴하지 않고서는 테트라뉴트론을 결합하도록 바꾸는 것은 불가능해 보인다.[7][8][9] 이는 최근 바운드 테트라뉴트론에 대한 실험적인 주장이 확인된다면 핵력에 대한 우리의 이해는 크게 변화될 수밖에 없다는 것을 의미한다."[10]

2016년 일본 와코 RIKEN 연구진은 테트라뉴트론이 공명으로 잠깐 존재한다는 증거를 관측했다. 이들은 헬륨-4(양자 2개, 중성자 2개)로 구성된 액체 표적에 중성자가 풍부한 헬륨-8 핵(양자 2개, 중성자 6개)의 빔을 발사했다. 때때로 그 반응은 4개의 양성자와 4개의 중성자를 가진 베릴륨-8핵을 생성하여 4개의 중성자를 설명하지 못하게 했다. 만약 4-중성자 핵이 발생한다면, 그것은 다른 입자로 붕괴되기 전에−21 약 10초간 지속되었다.[11][12]

그러나 2021년 뮌헨 공과대학 연구팀은 리튬-7 과녁을 리튬-7로 폭격하여 자유 중성자 1과 비슷한 수 분으로 추정되는 4개의 중성자 결합 상태에 대한 예비 증거를 발견했다.[13][14]

참고 항목

메모들

  1. ^ Cierjacks, S.; et al. (1965). "Further Evidence for the Nonexistence of Particle-Stable Tetraneutrons". Physical Review. 137 (2B): 345–346. Bibcode:1965PhRv..137..345C. doi:10.1103/PhysRev.137.B345.
  2. ^ a b Marqués, F. M.; et al. (2002). "Detection of neutron clusters". Physical Review C. 65 (4): 044006. arXiv:nucl-ex/0111001. Bibcode:2002PhRvC..65d4006M. doi:10.1103/PhysRevC.65.044006.
  3. ^ Ivanytskyi, Perez-Garcia & Albertus (2019). "Tetraneutron condensation in neutron rich matter". TBA. TBA (TBA): TBA. arXiv:nucl-th/0011512.
  4. ^ Sherrill, B. M.; Bertulani, C. A (2004). "Proton-tetraneutron elastic scattering". Physical Review C. 69 (2): 027601. arXiv:nucl-th/0312110. Bibcode:2004PhRvC..69b7601S. doi:10.1103/PhysRevC.69.027601.
  5. ^ 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. Bibcode:2005JETPL..81...43A. doi:10.1134/1.1887912.
  6. ^ Bertulani, C. A.; Zelevinsky, V. G. (2003). "Tetraneutron as a dineutron-dineutron molecule". Journal of Physics G. 29 (10): 2431–2437. arXiv:nucl-th/0212060. Bibcode:2003JPhG...29.2431B. doi:10.1088/0954-3899/29/10/309.
  7. ^ Lazauskas, R.; Carbonell, J. (2005). "Three-neutron resonance trajectories for realistic interaction models". Physical Review C. 71 (4): 044004. arXiv:nucl-th/0502037v2. Bibcode:2005PhRvC..71d4004L. doi:10.1103/PhysRevC.71.044004.
  8. ^ Arai, K. (2003). "Resonance states of 5H and 5Be in a microscopic three-cluster model". Physical Review C. 68 (3): 034303. Bibcode:2003PhRvC..68c4303A. doi:10.1103/PhysRevC.68.034303.
  9. ^ Hemmdan, A.; Glöckle, W.; Kamada, H. (2002). "Indications for the nonexistence of three-neutron resonances near the physical region". Physical Review C. 66 (3): 054001. arXiv:nucl-th/0208007. Bibcode:2002PhRvC..66e4001H. doi:10.1103/PhysRevC.66.054001.
  10. ^ Pieper, S. C. (2003). "Can Modern Nuclear Hamiltonians Tolerate a Bound Tetraneutron?". Physical Review Letters. 90 (25): 252501. arXiv:nucl-th/0302048. Bibcode:2003PhRvL..90y2501P. doi:10.1103/PhysRevLett.90.252501. PMID 12857127.
  11. ^ "Physicists find signs of four-neutron nucleus". Science News. Retrieved 2016-02-08.
  12. ^ Bertulani, Carlos A.; Zelevinsky, Vladimir (2016). "Four neutrons together momentarily". Nature. 532 (7600): 448–449. Bibcode:2016Natur.532..448B. doi:10.1038/nature17884. PMID 27049938.
  13. ^ "Tetra-Neutron Experiment: Understanding of Nuclear Forces Might Have To Be Significantly Changed". SciTech Daily. December 12, 2021. Retrieved December 13, 2021.
  14. ^ Faestermann, Thomas; Bergmaier, Andreas; Gernhäuser, Roman; Koll, Dominik; Mahgoub, Mahmoud (January 2022). "Indications for a bound tetraneutron". Physics Letters B. 824: 136799. doi:10.1016/j.physletb.2021.136799. ISSN 0370-2693.

외부 링크