Japonští fyzikové pravděpodobně objevili čtyřneutronové “jádro”, které neobsahuje proton

16. únor 2016
Schématické znázornění vzniku tzv. tetraneutronu

Stalo se tak v japonském výzkumném ústavu RIKEN. Dotyčný shluk čtyř neutronů má charakter dočasného rezonančního stavu (tzv. částicové rezonance). Pozorování japonských vědců však bude nutno ještě podpořit dalšími fyzikálními daty z jiných nezávislých experimentů.

Pozorovaný shluk částic získal název tetraneutron a byl doposud považován v rámci fyzikální teorie za prakticky nemožný. V přírodě sice existují podobně velké i větší shluky částic a dokonce běžně tvoří jádra atomů, většinou však obsahují jeden nebo více protonů a jsou kladně elektricky nabité.

Samotné neutrony bez protonů jsou elektricky neutrální a bývají dosti nestabilní. Pokud bude zjištění japonských fyziků potvrzeno dalšími týmy z celého světa, bude to mít vliv na naše fyzikální představy o fungování jaderných sil, tedy např. interakcí mezi nukleony (stavebními kameny atomových jader), tedy neutrony a protony.

Doposud nebyla známa jaderná síla, která by dostatečně silně a na nepárové čili vícečásticové bázi mezi sebou mohla vázat samotné neutrony.

Čtěte také

Vědci se přes údajnou teoretickou nemožnost existence tetraneutronu dlouho pokoušeli silně nepravděpodobné 4-neutronové “jádro” různými způsoby experimentálně v laboratoři připravit. Jedním ze způsobů bylo vystřelovat jádra zvláštního izotopu hélia (s šesti neutrony a dvěma protony) do hluboce podchlazeného běžného kapalného hélia (s dvěma neutrony a dvěma protony v jádře) a získávat tak nestabilní jádra některých izotopů berylia nebo lithia.

Tuto metodu použil již před lety francouzský fyzik Francisco-Miguel Marqués, který následně pozoroval, jakým způsobem se zmíněná nestabilní jádra rozpadají, přičemž pozoroval náznaky toho, že jedním z produktů následného rozpadu by mohl být 4-neutronový shluk částic.

Také japonští fyzikové (Kisamori, Shimoura a další) zjistili, že následkem zmíněné jaderné reakce vzniklo jádro berylia (se čtyřmi neutrony a se čtyřmi protony), ale že jim někde v experimentu po jistou krátkou dobu 4 neutrony jakoby “chyběly”. Tato doba činila asi jednu miliardtinu nebo bilióntinu sekundy. Až potom se chybějící neutrony opět objevily, avšak již v izolované podobě.

Vědci ovšem provedli podrobné výpočty energetické bilance a zjistili, že čtyři zmizelé neutrony měly málo energie na to, aby existovaly volně. Z toho logicky plyne, že neutrony musely být na sebe po jistou dobu společně navázány. Výsledek experimentu byl publikován v odborném časopise Physical Review Letters.

Zdroje: APS News, Science News, Asian Scientist, Physical Review Letters, Futurism, ScienceAlert

autor:Pavel Vachtl
  • Věda