Төрт нейтрондық кластердің болу мүмкіндігі және ядролық күштер моделі
Tetraneutron
Тетранейтрон – тұрақсыз изотоп, өмір сүру ұзақтығы шамамен 10⁻²² секунд. Зерттеулерде, төрт нейтроннан тұратын күйдің қысқа ғана уақытқа бар екендігі анықталды. Ядролық физика.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Тетранейтрон шамамен 10^22 секундқа созылатын өмір сүру мерзіміне ие, байланыспаған изотоп саналады. Бұл төрт нейтроннан тұратын кластердің тұрақтылығын қазіргі ядролық күштер модельдері қолдамайды. Жақындағы эмпирикалық деректер "құрамындағы төрт нейтроннан тұратын квазибайланысқан тетранейтронның өте қысқа мерзімге ғана пайда болатынын көрсетеді". Аталған тәжірибеде бериллий-14, бор-15 және литий-11 ядролары кішкентай көміртек нысанасына бағытталды, ең табыстысы бериллий-14 болды. Бериллийдің бұл изотопы төрт нейтроннан тұратын ядролық галоға ие, бұл оның жоғары жылдамдықтағы көміртек нысанасымен соқтығысқанда толығымен бөлінуіне мүмкіндік береді. Қазіргі ядролық модельдер бериллий-10 пайда болғанда төрт жеке нейтронның түзілуін болжайды, бірақ бериллий-10 өндірісінде анықталған жалғыз сигнал, бөліну өнімдерінде көпнейтрон кластерінің болуын көрсетті – көбінесе бериллий-10 ядросы мен төрт нейтронның бірігіп тетранейтрон құрауы. Маркес тәжірибесінде қолданылған әдісті кейінірек талдау, анықтау механизмінің сенімсіз екенін көрсетті, бірақ бұл ұсыныс жоққа шығарылды, ал осы байқауларды әртүрлі әдістермен қайталауға жасалған әрекеттер ешқандай нейтрон кластерін табысты анықтамады.
Tetraneutron is considered an unbound isotope with a lifetime around 10 22 seconds. The stability of this cluster of four neutrons is not supported by current models of nuclear forces. Recent empirical evidence is "consistent with a quasi bound tetraneutron state existing for a very short time". In this case the experiment involved firing beryllium 14, boron 15 and lithium 11 nuclei at a small carbon target, the most successful being beryllium 14. This isotope of beryllium has a nuclear halo that consists of four clustered neutrons; this allows it to be easily separated intact in the high speed collision with the carbon target. Current nuclear models suggest that four separate neutrons should result when beryllium 10 is produced, but the single signal detected in the production of beryllium 10 suggested a multineutron cluster in the breakup products; most likely a beryllium 10 nucleus and four neutrons fused together into a tetraneutron. A later analysis of the method used in the Marqués' experiment suggested that the detection mechanism was unlikely but the suggestion was refuted, and attempts to reproduce these observations with different methods have not successfully detected any neutron clusters.
Гипотетикалық байланған тетранейтронның салдары
Алайда, егер байланған тетранейтрондардың бар екендігі тәуелсіз түрде расталса, қазіргі ядролық модельдерге маңызды түзетулер енгізу қажет болады. Бертулани мен Зелевинский, егер ол болса, тетранейтрон екі динейтрон жүйесінің байланысқан күйінен тұруы мүмкін деп болжады. Дегенмен, көпнейтрондық кластерлерге әкелетін өзара әрекеттесуді модельдеу әрекеттері сәтсіз аяқталды және "қазіргі заманғы ядролық Гамильтондарды олардың көптеген сәтті болжамдарын бұзбай, тетранейтронды байланыстыру үшін өзгерту мүмкін болмайды. Бұл, егер тетранейтронның жақындағы эксперименталдық мәлімдемесі расталса, ядролық күштер туралы біздің түсінігіміз күрт өзгеруі керек екенін білдіреді". 2019 жылғы қосымша зерттеулер тетранейтрон болған жағдайда, нейтрондық жұлдыздардың қабығында байқалатын салдарлар болуы мүмкін екенін көрсетеді.
If, however, the existence of bound tetraneutrons were ever independently confirmed, considerable adjustments would have to be made to current nuclear models. Bertulani and Zelevinsky proposed that, if it existed, the tetraneutron could be formed by a bound state of two dineutron systems. However, attempts to model interactions that might give rise to multineutron clusters have failed, and it "does not seem possible to change modern nuclear Hamiltonians to bind a tetraneutron without destroying many other successful predictions of those Hamiltonians. This means that, should a recent experimental claim of a bound tetraneutron be confirmed, our understanding of nuclear forces will have to be significantly changed." Further work in 2019 suggests potentially observable consequences in neutron star crusts, if the tetraneutron exists.