Ученые из МГУ объявили о существовании «атома» из четырех нейтронов

• 
• © Андрей Широков, МГУ имени М.В. Ломоносова

МОСКВА, 23 дек — РИА Новости. Физики предсказали существование частицы, своеобразного идеально нейтрального «атома», в котором содержится четыре нейтрона и ни одного протона. Поиски и изучение такого «атома» помогут раскрыть тайны нейтронных звезд, пишет Physical Review Letters.

«Мы не ожидали найти эту частицу на столь низких энергиях, на которых ее существование не предсказывалось. Исследования эти будут продолжены, мы проведем расчеты с другими, более традиционными взаимодействиями, а наши французские коллеги намерены изучить тетранейтрон с нашим взаимодействием в их подходе. Ну и, конечно, с огромным интересом ожидаются результаты новых экспериментов по поиску тетранейтрона», — рассказывает Андрей Широков из НИИ ядерной физики имени Скобельцына при МГУ.

Нейтроны, как и протоны, являются основой ядер атомов и одними из самых распространенных и долгоживущих частиц видимой материи во Вселенной. В «голом» виде нейтроны обычно живут около 15 минут, после чего распадаются на электрон, протон и антинейтрино. Детекторы нейтронов сегодня используются для поисков воды на других планетах, а также дефектов в микросхемах и других сложных приборах.

Одной из главных загадок природы, связанных с нейтронами, являются так называемые нейтронные звезды — сгустки материи, целиком сложенные из подобных нейтральных частиц, которые по каким-то пока не известным причинам остаются стабильными и не распадаются.

Широков и его коллеги, в том числе ученые из США и Германии, сделали большой шаг к раскрытию этих тайн, доказав, что нейтроны могут на короткое время объединяться в своеобразные «атомы», или «молекулы» из элементарных частиц, состоящие только из нейтронов.

Как объясняют ученые, в этом году японские физики, экспериментировавшие с ускорителем частиц RIBF в институте RIKEN, обнаружили странные всплески при столкновении лучей сверхтяжелого изотопа гелия, содержащего в себе два протона и шесть нейтронов, и обычного гелия-4. Гелий-8 не существует в природе, и ученые получали этот изотоп-«сверхтяжеловес», сталкивая кислород-18 с пластинкой из бериллия.

• 
• © Андрей Широков/МГУ имени М.В. Ломоносова Схема формирования тетранейтрона

Эти всплески, как тогда заявляли открывшие их ученые, были следствием рождения и распада своеобразных «атомов» из четырех нейтронов. В существование «тетранейтронов» мало кто поверил, так как их «масса» — количество энергии, выделяющейся при их распаде — была заметно ниже, чем предсказывали теоретические расчеты, описывавшие подобные частицы. Еще раньше, в 2002 году, о подобном открытии заявляли французские ученые, однако результаты их экспериментов и их интерпретация были давно поставлены под сомнение.

Широков и его коллеги, используя компьютерную модель, описывающую поведение подобных «четверок» нейтронов на квантовом уровне, выяснили, что подобные низкоэнергетические частицы все же могут существовать.

Как показали расчеты российских физиков и их немецких и американских коллег, «тетранейтроны», которые вероятно обнаружили их японские коллеги, действительно могут существовать, и те энергии, на которых они проявляют себя — 0,84 мегаэлектронвольт — совпадает со значениями, которые были получены в ходе наблюдений на RIBF. Вдобавок к этому, они выяснили, что живет такая частица очень недолго - половину тысячной доли от триллионной доли секунды (10 в минус 21 степени секунды).

По словам ученых, их модель и теоретические расчеты будут использованы для поиска подобных частиц в дальнейших опытах на ускорителях, и открытие «тетранейтронов» поможет установить новые виды взаимодействий между частицами в ядрах атомов и понять, как устроены нейтронные звезды.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈