Dört Nötrondan Oluşan Parçacık Uzun Süreli Arayıştan Sonra Sonunda Gözlemlendi

Yirmi yıl önce, fizikçiler önce dört nötrondan oluşan egzotik bir madde türünün varlığına dair bir ipucu gördüler. Şimdi, bunu ilk kez laboratuvarda gözlemlemiş görünüyorlar.

Nötronlar ve protonlar, güçlü nükleer kuvvet sayesinde birbirine yapışarak evrendeki hemen hemen tüm elementlerin çekirdeğini oluşturur. Protonlar birbirine yapışmazlar çünkü elektromanyetik yüklerinin pozitif olması onları birbirinden uzaklaştırır. Nötronların hiçbir yükü yoktur, ancak onları sınırlı tutmak da bir zorluktur.

Nötron yıldızları, inanılmaz yoğunluğa sahip olağanüstü cisimler, yer çekimleri nedeniyle nötronları bir arada tutma yeteneğine sahiptir. Ancak fizikçiler uzun zamandır aşırı fizik olmadan sadece dört nötrondan oluşan bir parçacık yaratmaya çalışıyorlar. Ve Nature'da bildirildiğine göre, uzun zamandır aradıklarına şimdi ulaştılar.

TU Darmstadt Nükleer Fizik Enstitüsü'nden baş yazar Dr. Meytal Duer yaptığı açıklamada, "Bu deneysel buluş, nükleer kuvveti yalnızca nötronlardan oluşan saf bir sistemle test etmek için bir ölçüt sağlıyor." dedi.

"İkiden fazla nötron arasındaki nükleer etkileşim şimdiye kadar test edilememişti ve teorik tahminler, olası bir tetra nötron durumunun enerjisi ve genişliği ile ilgili geniş bir dağılım sağlıyordu."

Ekip, en yaygın versiyona kıyasla dört ekstra nötrona sahip olan helyum-8 adı verilen bir helyum izotopunu sıvı hidrojenden yapılmış bir hedefe vurarak bunu başardı. Etkileşim, hidrojenin bırakılmasına, bir helyum-4 atomunun salınmasına ve kalan 4 nötronun kendi aralarında etkileşime girmesine neden olur.

Duruma tetra nötron denir ve bu tuhaf parçacığın üretimi, nötronların ve aynı zamanda nötron yıldızlarının özellikleri üzerinde yeni çalışmalara izin verebilir. Kullanılan teknik, böyle özel bir etkileşim yaratmak için daha önce kullanılanlardan farklıdır.

Nükleer Fizik Enstitüsü'nden Professor Dr. Thomas Aumann "Tetra Nötron'un başarılı bir şekilde gözlemlenmesinin anahtarı, dört nötronu hızlı (nükleer ölçeğe kıyasla) bir süreçte izole eden seçilmiş reaksiyon ve nötronları momentum uzayındaki yüklü parçacıklardan ayıran büyük momentum transferinin seçilmiş kinematiğiydi." dedi.

"Aşırı kinematik, neredeyse arka plansız bir ölçümle sonuçlandı. Şimdi aynı reaksiyonu, düşük enerjili nötron-nötron etkileşiminin hassas bir ölçümünü yapmak için RIBF'deki bir deneyde kullanmayı planlıyoruz. Bu deney için özel bir nötron dedektörü şu anda üniversitemizde inşa ediliyor.”

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.