اسرار جدیدی درباره یک ماده منحصربه‌فرد کشف شد

به گزارش ایسنا به نقل از نیو ساینتیست، پژوهشگران ۲۰ سال قبل، نشانه هایی مبنی بر وجود نوعی ماده عجیب یافتند که از چهار نوترون تشکیل شده بود. آنها اینک، واضح ترین شواهد را در مورد این ماده یافته اند.

شواهد بسياري وجود دارند که نشان می‌دهند نوع عجیبی از یک ماده متشکل از چهار نوترون وجود دارد که به یکدیگر متصل می شوند. نشانه های وجود این ماده موسوم به "تترانوترون" (Tetraneutron) برای نخستین بار در آزمایشی به دست آمد که ۲۰ سال پیش انجام شد؛ ولی بررسی های جدید، واضح تر و دقیقتر هستند.

اگرچه همه مواد حاوی نوترون هستند؛ ولی فقط ستاره های نوترونی، ماده ای را در بر دارند که کاملا از ذراتی تشکیل شده است که توسط نیروهای هسته ای به یکدیگر متصل شده اند. در هر حال، دقیقا مشخص نیست که این ماده نوترونی دارای چه ساختاری است.

پژوهشگران در سال ۲۰۰۲، شواهدی را بطور تصادفی پیدا کردند که نشان می دادند تترانوترون ها می توانند پس از برخورد میان اتم های "بِریلیُم" (Beryllium) و کربن تشکیل شوند. این موضوع، بسياري از فیزیکدانان هسته ای را حیرت زده کرد، اما این آزمایش ها دارای حاشیه های خطای زیادی بودند و همین امر، نیاز به توضیحات احتمالی دیگر را پدید آورد.

"رومن گرنهاوزر" (Roman Gernhäuser)، پژوهشگر "دانشگاه فنی مونیخ" (TU Munich) و همکارانش، از برخورد ذرات متفاوتی برای یافتن شواهد قطعی تر در خصوص تترانوترون استفاده کردند. "گرنهاوزر" گفت: ما چیزی مشابه کوچکترین ستاره نوترونی که میتوان تصور کرد، شکل دادیم که فقط از چهار نوترون تشکیل شده بود.

پژوهشگران، اتم های هلیومی را ایجاد کردند که چهار نوترون بیشتر از حد معمول داشتند. سپس، شرایط برخورد آن ها با پروتون ها را فراهم کردند. این برخوردها باعث شد که اتم هایی با چهار نوترون بتوانند به یک تترانوترون تبدیل شوند.

پژوهشگران، انرژی و تکانه تمام ذرات را پیش و پس از برخورد اندازه‌گیری کردند. آن ها با توجه به آزمایش ها و محاسبات نظری گذشته می دانستند که اگر انرژی صرف ایجاد یک تترانوترون شود، چه مقدار انرژی پس از برخورد احتمالا از دست می رود.

"گرنهاوزر" اظهار‌کرد: انرژی از دست رفته با دقت بی نظیری اندازه گیری شد؛ زیرا این آزمایش برای سرکوب هر واکنشی طراحی شده بود که می توانست با ایجاد یک تترانوترون تداخل داشته باشد یا اشتباه گرفته شود.

پژوهشگران از ردیابی انرژی از دست رفته نتیجه گرفتند که تترانوترون ها برای مدت کوتاهی و تنها طی ۱۰ تا ۲۲ ثانیه تشکیل شده اند. "مارتین فریر" (Martin Freer)، پژوهشگر "دانشگاه بیرمنگام" (University of Birmingham) انگلستان گفت: این یک دستاورد واقعی است.

"کارلوس برتولانی" (Carlos Bertulani)، پژوهشگر "دانشگاه ای اند ام تگزاس"( Texas A& M)، گفت: این کشف به فیزیکدانان کمک می کند تا نظریه های مربوط به ماهیت نیروهای هسته ای را بررسی کنند. پرسش هایی درباره نحوه چسبیدن یا عدم چسبیدن نوترون ها به یکدیگر، تقریباً از زمان "ارنست رادرفورد" (Ernest Rutherford)، پدر فیزیک هسته ای تاکنون، فیزیکدانان هسته ای را آزار می دهند.

"توماس فسترمن" (Thomas Faestermann)، پژوهشگر دانشگاه فنی مونیخ گفت که در تحقیقات خود، از اتم های لیتیوم برای ایجاد تترانوترون استفاده کرده و دریافته که میزان انرژی مورد نیاز برای ایجاد آنها با این نتیجه جدید، متفاوت است. اگرچه او موافق است که تترانوترون ها احتمالا وجود دارند، اما اختلاف مشاهده شده، به شکل شکل گیری این پرسش می انجامد که دقیقا چگونه میتوان آنها را ایجاد کرد. او افزود: من به این فکر می کنم که دو بررسی خود را چگونه با هم تطبیق دهیم.

"گرنهاوزر" و گروهش اکنون در حال ابداع آشکارساز ویژه ای هستند که میتواند یک سیگنال واضح را هنگام ورود یک تترانوترون ثبت کند. این کار به آن ها کمک می کند تا اندازه‌گیری دقیق تری در مورد انرژی ماده داشته باشند و به بررسی دقیق جزئیات بپردازند.

این پژوهش در مجله "Nature" به چاپ رسید.