中国德国日本美国英国科学家发现“四中子态”存在最明确证据

最近，来自德国，日本，美国，英国，中国等几十个国家的科学家小组，共同发现了迄今为止四中子态奇异物质存在的最清晰证据相关结果发表在《自然》杂志上

中子是不带电的亚原子粒子，由两个下夸克和一个上夸克组成因为下夸克和上夸克的电荷相互抵消，中子没有电荷，穿透性强，所以无法直接观测到中子是核转变中非常重要的介质

核物理领域一个长期存在的研究问题是不带电核系统是否存在虽然所有物质都含有中子，但只有中子星含有几乎全部由中子组成的物质，它们通过核力以非常高的密度束缚在一起

20年前，科学家意外发现了一种奇怪物质四中子态的存在，这种物质可以由四个中子组成相关研究表明，铍与碳原子碰撞后可以形成四种中子态但当时整个实验存在较大的误差范围，不排除其他可能的原因一些科学家质疑这种奇怪的物质可能是由不同类型的粒子形成的可是，越来越多的研究证据表明四中子态奇异物质的存在

这一次，国际联合小组找到了迄今为止证明四个中间状态最清晰的证据慕尼黑工业大学的Roman Gernhauser等研究人员利用不同的粒子碰撞产生多四个中子的氦原子，然后与质子碰撞碰撞后只剩下四个中子，可以组合成一个四中子态

研究人员测量了碰撞前后所有粒子的能量和动量从过去的实验和理论计算中，研究人员知道如果用能量来产生四中子态，碰撞后会损失多少能量Gernhauser说，碰撞后损失的能量可以精确测量该团队的实验旨在抑制每一个可能干扰或被误认为产生四中子态的反应通过追踪损失的能量，研究人员得出结论，四中子态的形成时间非常短，只有10到22秒

来自得克萨斯州A&M大学科莫斯的研究小组成员Carlos Bertulani认为，这一发现将有助于物理学家微调核力本质的理论从100多年前被称为核物理之父的欧内斯特·卢瑟福时代开始，中子如何结合与否的问题几乎一直困扰着核物理学家

慕尼黑工业大学的托马斯·费斯特曼表示，他本人曾试图通过锂原子产生四中子态，但他的研究中产生四中子态所需的能量与上述实验测量结果不同因此，虽然他认同四中子态可能存在，但测量的差异却提出了一个问题，即这种奇怪的物质是如何产生的

目前，Gernhauser的团队正在开发一种特殊的探测器，可以在四中子态进入探测器时记录清晰的信号数据这将有助于研究人员更直接地检测物质，获得更准确的细节，而不是通过测量能量来进行研究

研究团队成员，北京大学物理研究所助理教授杨在洪说，北京大学的研究团队还在研制一种新型探测设备，可以直接捕获四个中子态在生命末期发射的四个中子，并对其内部结构进行高精度拍照，从而进一步研究更重的中子物质，进一步探索这种已知只存在于中子星中的奇特物质形态。