物理科技生物学-PHYICA

实验发现了一个长期寻找的包含四个中子的粒子的证据

物理学 2022-10-08 23:59:09

慕尼黑工业大学出品 博士;医生

目标房间的罗曼·格恩西耶

四中子粒子是在这个室的中心产生的

使用极其灵敏的磁摄谱仪检测反应

信用:乌利奔驰/图姆 虽然除了氢以外,所有的原子核都是由质子和中子组成的,但物理学家们半个多世纪以来一直在寻找一种由两个、三个或四个中子组成的粒子

慕尼黑技术大学(TUM)的物理学家团队在Garching研究校园的加速器实验室进行的实验现在表明,一个由四个束缚中子组成的粒子很可能存在

虽然核物理学家一致认为宇宙中没有仅由质子组成的系统,但他们已经寻找包含两个、三个或四个中子的粒子超过50年了

如果这样的粒子存在,强相互作用理论的部分内容需要重新思考

此外,更详细地研究这些粒子可以帮助我们更好地理解中子星的特性

“强有力的互动实际上是将世界团结在核心的力量

没有氢,比氢重的原子是不可想象的

指导实验的托马斯·费斯特曼

现在一切都指向这样一个事实:正是这些种类的粒子是在Garching研究校园内现在已经拆除的串联Van de Graaff粒子加速器上进行的最后一次实验中产生的

对四中子的长期探索 早在20年前,一个法国研究小组就发表了测量结果,他们将其解释为备受追捧的四中子的标志

然而,其他小组后来的工作表明,所使用的方法不能证明四中子的存在

在嘉庆研究园区迈尔-莱布尼茨实验室的串联范德格拉夫加速器中,锂- 7靶受到锂-7原子核的轰击,其加速速度约为光速的12%

所有测量结果都表明碳-10和所追求的四中子已经形成

信用:托马斯·费斯特曼/ TUM 2016年,日本的一个小组试图用一束放射性氦-8粒子轰击氦-4来产生四中子

这个反应应该会产生铍-8

事实上,他们能够探测到四个这样的原子

根据他们的测量结果,研究人员得出结论,四中子是不受束缚的,并迅速衰变为四个中子

在他们的实验中,费斯特曼和他的团队用加速到光速12%的锂-7粒子轰击锂-7靶

除了四中子,这应该会产生碳-10

事实上,物理学家成功地发现了这个物种

一次重复证实了这个结果

间接证据 该团队的测量结果与碳-10在第一个激发态和一个束缚态为0的四中子的预期信号相匹配

42兆电子伏

根据测量,四中子和中子本身一样稳定

然后它会通过β衰变衰变,半衰期为450秒

“对我们来说,这是对所有方面测量值的唯一物理上合理的解释,”博士解释说

托马斯·费斯特曼

通过他们的测量,该团队达到了99%以上的确定性

7%或3西格玛

但是在物理学中,一个粒子的存在只有在达到5西格玛的确定性时才被认为得到了决定性的证明

因此,研究人员现在急切地等待独立的确认

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