Tetra-nötron – deney, dört nötron içeren uzun süredir aranan bir parçacık için kanıt bulur.
Hidrojen hariç tüm atom çekirdekleri proton ve nötronlardan oluşurken, fizikçiler yarım yüzyılı aşkın bir süredir iki, üç veya dört nötrondan oluşan bir parçacık arıyorlar. Münih Teknik Üniversitesi’nden (TUM) bir fizikçi ekibi tarafından Garching araştırma kampüsündeki hızlandırıcı laboratuvarda yapılan deneyler, şimdi dört bağlı nötron içeren bir parçacığın var olabileceğini gösteriyor.
Nükleer fizikçiler, evrende sadece protonlardan oluşan hiçbir sistem olmadığı konusunda hemfikir olsalar da, 50 yılı aşkın bir süredir iki, üç veya dört nötrondan oluşan parçacıkları araştırıyorlar.
Böyle bir parçacık varsa, güçlü etkileşim teorisinin bazı bölümlerinin yeniden düşünülmesi gerekecektir. Ek olarak, bu parçacıkları daha ayrıntılı incelemek, nötron yıldızlarının özelliklerini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
“Güçlü etkileşim, kelimenin tam anlamıyla dünyayı özünde bir arada tutan güçtür. Hidrojenden daha ağır atomlar onsuz düşünülemezdi” diyor deneyleri yöneten Dr. Thomas Faestermann.
Şimdi her şey, tam olarak bu tür parçacıkların, Garching araştırma kampüsünde şu anda hizmet dışı bırakılan tandem Van de Graaff parçacık hızlandırıcısında gerçekleştirilen son deneylerden birinde yaratıldığı gerçeğine işaret ediyor.
Tetra-nötron için uzun arayış
20 yıl kadar önce bir Fransız araştırma grubu, aranan tetra-nötronun imzası olarak yorumladıkları ölçümler yayınladı. Bununla birlikte, diğer grupların daha sonraki çalışmaları, kullanılan metodolojinin bir tetra-nötronun varlığını kanıtlayamadığını gösterdi.
2016’da Japonya’da bir grup, helyum-4’ü bir radyoaktif helyum-8 parçacıkları ışını ile bombalayarak tetra-nötronları üretmeye çalıştı. Bu reaksiyon berilyum-8 üretmelidir. Aslında, bu tür dört atomu tespit edebildiler. Araştırmacılar, ölçüm sonuçlarından tetra-nötronun bağlanmadığı ve hızla tekrar dört nötrona bozunduğu sonucuna vardılar.
Faestermann ve ekibi deneylerinde, ışık hızının yaklaşık yüzde 12’sine kadar hızlandırılmış lityum-7 parçacıklarıyla bir lityum-7 hedefini bombaladı. Tetra-nötrona ek olarak, bu karbon-10 üretmelidir. Ve gerçekten de fizikçiler bu türü tespit etmeyi başardılar. Bir tekrar sonucu doğruladı.
Emare
Takımın ölçüm sonuçları, karbon-10’un ilk uyarılmış durumundan ve 0,42 megaelektronvolt (MeV) ile bağlı bir tetra-nötrondan beklenen imzayla eşleşti. Ölçümlere göre tetra-nötron, kabaca nötronun kendisi kadar kararlı olacaktır. Daha sonra 450 saniyelik bir yarı ömürle beta bozunmasıyla bozulur. Dr. Thomas Faestermann, “Bizim için bu, ölçülen değerlerin her bakımdan tek fiziksel olarak makul açıklamasıdır” diye açıklıyor.
Ekip, ölçümleriyle yüzde 99,7 veya 3 sigma’nın oldukça üzerinde bir kesinlik elde ediyor. Ancak fizikte, bir parçacığın varlığı ancak 5 sigma kesinliğine ulaşıldığında kesin olarak kanıtlanmış kabul edilir. Bu nedenle, araştırmacılar şimdi hevesle bağımsız onay bekliyorlar.
Referans: Thomas Faestermann, Andreas Bergmaier, Roman Gernhäuser, Dominik Koll ve Mahmoud Mahgoub tarafından yazılan “Bağlı bir tetraneutron için endikasyonlar”, 26 Kasım 2021, Fizik Harfleri B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136799
Maier-Leibnitz Laboratuvarı, tandem Van de Graaf hızlandırıcısı ile Münih Teknik Üniversitesi ve Münih Ludwig Maximillian Üniversitesi tarafından ortaklaşa işletildi. Tesis, 2020’nin başlarında yapısal nedenlerle kapatıldı. Yayının beş yazarının tümü, Münih Teknik Üniversitesi mezunu veya çalışanıdır.
#Nükleer #Kuvvetler #Anlayışının #Önemli #ölçüde #Değiştirilmesi #Gerekebilir