中國德國日本美國英國科學家發現“四中子態”存在最明確證據

最近，來自德國，日本，美國，英國，中國等幾十個國家的科學家小組，共同發現了迄今為止四中子態奇異物質存在的最清晰證據相關結果發表在《自然》雜志上

中子是不帶電的亞原子粒子，由兩個下夸克和一個上夸克組成因為下夸克和上夸克的電荷相互抵消，中子沒有電荷，穿透性強，所以無法直接觀測到中子是核轉變中非常重要的介質

核物理領域一個長期存在的研究問題是不帶電核系統是否存在雖然所有物質都含有中子，但只有中子星含有幾乎全部由中子組成的物質，它們通過核力以非常高的密度束縛在一起

20年前，科學家意外發現了一種奇怪物質四中子態的存在，這種物質可以由四個中子組成相關研究表明，鈹與碳原子碰撞后可以形成四種中子態但當時整個實驗存在較大的誤差范圍，不排除其他可能的原因一些科學家質疑這種奇怪的物質可能是由不同類型的粒子形成的可是，越來越多的研究證據表明四中子態奇異物質的存在

這一次，國際聯合小組找到了迄今為止證明四個中間狀態最清晰的證據慕尼黑工業大學的Roman Gernhauser等研究人員利用不同的粒子碰撞產生多四個中子的氦原子，然后與質子碰撞碰撞后只剩下四個中子，可以組合成一個四中子態

研究人員測量了碰撞前后所有粒子的能量和動量從過去的實驗和理論計算中，研究人員知道如果用能量來產生四中子態，碰撞后會損失多少能量Gernhauser說，碰撞后損失的能量可以精確測量該團隊的實驗旨在抑制每一個可能干擾或被誤認為產生四中子態的反應通過追蹤損失的能量，研究人員得出結論，四中子態的形成時間非常短，只有10到22秒

來自得克薩斯州A&M大學科莫斯的研究小組成員Carlos Bertulani認為，這一發現將有助于物理學家微調核力本質的理論從100多年前被稱為核物理之父的歐內斯特·盧瑟福時代開始，中子如何結合與否的問題幾乎一直困擾著核物理學家

慕尼黑工業大學的托馬斯·費斯特曼表示，他本人曾試圖通過鋰原子產生四中子態，但他的研究中產生四中子態所需的能量與上述實驗測量結果不同因此，雖然他認同四中子態可能存在，但測量的差異卻提出了一個問題，即這種奇怪的物質是如何產生的

目前，Gernhauser的團隊正在開發一種特殊的探測器，可以在四中子態進入探測器時記錄清晰的信號數據這將有助于研究人員更直接地檢測物質，獲得更準確的細節，而不是通過測量能量來進行研究

研究團隊成員，北京大學物理研究所助理教授楊在洪說，北京大學的研究團隊還在研制一種新型探測設備，可以直接捕獲四個中子態在生命末期發射的四個中子，并對其內部結構進行高精度拍照，從而進一步研究更重的中子物質，進一步探索這種已知只存在于中子星中的奇特物質形態。