Uma equipe de pesquisa da Lomonosov Moscow State University, usando nova interação entre nêutrons, teoricamente justificou a ressonância de tertaneutrons de baixa energia que foi recentemente obtida experimentalmente. Isso prova a existência muito breve de uma partícula consistindo de quatro nêutrons. De acordo com as simulações do supercomputador, a vida útil do tetraneutron é 5 × 10 ^-22 seg. Os resultados da pesquisa são publicados em um jornal de primeira linha Cartas de revisão física .

Uma equipe formada por russos, Cientistas alemães e americanos, incluindo Andrey Shirokov, pesquisador sênior do Instituto de Física Nuclear Skobeltsyn, calculou a energia do estado de tetraneutron ressonante. Seus cálculos teóricos, com base em uma nova abordagem e nova interação entre nêutrons, correlacionar com os resultados de um experimento no qual um tetraneutron foi produzido.

Em busca de estabilidade de nêutrons

Um nêutron vive cerca de 15 minutos antes de decair, produzindo um próton, elétron e um antineutrino. Também existe outro sistema estável conhecido que consiste em um grande número de nêutrons - estrelas de nêutrons. Os cientistas têm como objetivo descobrir se existem outros sistemas, mesmo de curta duração, composto puramente de nêutrons.

Um sistema composto de dois nêutrons não forma nem mesmo um estado de vida curta. Depois de estudos experimentais e fundamentais de vários anos, os cientistas concluíram que não existem tais estados em um sistema composto de três nêutrons. Procura por um tetraneutron, um aglomerado de quatro nêutrons, tem prosseguido por mais de 50 anos. Essas pesquisas foram infrutíferas até 2002, quando um grupo de pesquisadores franceses em um experimento no Large Heavy Ion National Accelerator em Caen encontrou seis eventos que poderiam ser interpretados como produção de tetraneutron. Contudo, a reprodução deste experimento falhou, e alguns cientistas acreditam que pelo menos uma parte da análise de dados original estava incorreta.

Uma nova fase das buscas de tetraneutrons ocorreu na Radioactive Ion Beam Factory do RIKEN Institute, Japão, que opera um feixe de alta qualidade de ⁸ Ele núcleos. o ⁸ O núcleo consiste em uma partícula α (o ⁴ He núcleos) e quatro nêutrons. Algumas equipes de pesquisa propuseram as buscas de tetraneutrons no RIKEN. No primeiro desses experimentos, a ⁸ Seus núcleos bombardearam o ⁴ Ele é o alvo. Como resultado da colisão, a partícula α foi eliminada do ⁸ Ele, deixando para trás o sistema de quatro nêutrons. Quatro eventos interpretados como o estado ressonante de tetraneutron de curta duração foram detectados. Este experimento foi relatado no início de 2016, e continua.

Quanto tempo pode existir um tetraneutron?

Os pesquisadores da Lomonosov Moscow State University publicaram em seu artigo avaliações teóricas da energia do estado ressonante de tetraneutrons e sua vida útil. Eles contribuíram para a preparação de uma das propostas de busca experimental para o tetraneutron quando um grupo de experimentalistas da Alemanha pediu a ajuda.

Andrey Shirokov, o primeiro autor do artigo, diz:"Fizemos essas avaliações em diferentes modelos, e os resultados obtidos foram usados ​​para apoiar o experimento. Após, elaboramos exaustivamente a abordagem teórica e realizamos inúmeras simulações em supercomputadores. Os resultados foram publicados em nosso artigo em Cartas de revisão física . "

Os resultados teóricos para a energia de ressonância de tetraneutron de 0,84 MeV correlacionam-se bem com o achado experimental japonês de 0,83 MeV, qual é, Contudo, caracterizado por uma grande incerteza (cerca de ± 2 MeV). A largura calculada do estado de tetraneutron ressonante é 1,4 MeV, que corresponde à vida útil de cerca de 5 × 10 ^-22 seg.

Shirokov diz, "É importante notar que nenhum dos artigos teóricos anteriores previu a existência do estado de tetraneutron ressonante em energias tão baixas de cerca de 1 MeV."

O novo resultado provavelmente decorre de uma nova abordagem teórica para os estudos de estados ressonantes em sistemas nucleares desenvolvidos pelos cientistas. Esta abordagem foi testada cuidadosamente em problemas de modelo e em sistemas menos complicados, e só depois aplicado aos estudos de tetraneutrons que explicam as especificidades do decaimento de quatro partículas desse sistema.

Shirokov, Contudo, indica uma possibilidade alternativa:“Outra possível razão é o fato de termos utilizado uma nova interação entre nêutrons elaborada por nossa equipe. Nossos estudos de tetraneutrons continuarão, vamos realizar simulações com outras interações mais tradicionais. Ao mesmo tempo, nossos colegas franceses vão estudar o tetraneutron com nossa interação dentro de sua abordagem. Claro, todos nós estamos ansiosos pelos resultados de novas pesquisas experimentais de tetraneutrons. "