Physical Review C: Ученые заложили базу для изучения неуловимых тетранейтронов

Тетранейтрон — неуловимое атомное ядро, состоящее из четырех нейтронов, существование которого вызывает множество споров среди ученых.

В первую очередь это связано с отсутствием у нас знаний о системах, состоящих только из нейтронов, поскольку большинство атомных ядер обычно состоят из комбинации протонов и нейтронов. Ученые считают, что экспериментальное наблюдение тетранейтрона может стать ключом к изучению новых свойств атомных ядер и ответу на извечный вопрос — может ли вообще существовать зарядово-нейтральная мультинейтронная система.

Два недавних экспериментальных исследования сообщили о присутствии тетранейтронов в связанном и резонансном состоянии (состояние, которое распадается со временем, но живет достаточно долго, чтобы быть обнаруженным экспериментально). Однако теоретические исследования показывают, что тетранейтроны не будут существовать в связанном состоянии, если взаимодействия между нейтронами регулируются нашим общим пониманием ядерных сил двух или трех тел.

Заинтригованная, группа исследователей под руководством доцента Хироюки Фудзиока из Токийского технологического института задалась целью изучить возможность испускания связанных тетранейтронов. В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review C, команда изучила возможную скорость испускания стабильного к частицам тетранейтрона в результате индуцированного тепловыми нейтронами деления 235U (уран-235) в ядерном реакторе.

Из предыдущей литературы нам известно, что доминирующим процессом термического деления для 235U является бинарное деление, которое приводит к выбросу двух тяжелых ядерных осколков вместе с 2,4 нейтронами в среднем. Но существует 0,2% вероятность троичного деления, при котором испускаются легкие ядерные фрагменты. Поэтому мы выбрали этот путь для нашего эксперимента, предположив, что гипотетически связанный тетранейтрон может быть тройной частицей при делении урана, — объясняет доктор Фудзиока.

Команда использовала хорошо известный метод инструментального нейтронно-активационного анализа, при котором микроэлемент в выбранном образце облучается и активируется захватом тепловых нейтронов. Для данного исследования в качестве целевого образца был выбран 88SrCO3, который облучался в течение двух часов при тепловой мощности 5 МВт в исследовательском ядерном реакторе. Команда также провела γ-спектроскопию облученного образца, чтобы обнаружить сигналы, соответствующие возможной эмиссии тетранейтронов.

Ожидалось, что ядра 88Sr превратятся в 91Sr со значением Q (изменение массы между начальным и конечным состояниями реакции, выраженное в единицах энергии) 20 МэВ минус энергия связи тетранейтрона. Поскольку 91Sr нестабилен, его радиоактивный распад с последующим испусканием γ-лучей указывает на испускание стабильных тетранейтронов.

Однако результаты спектроскопии γ-лучей для облученного образца 88Sr не показали никакого фотопика, соответствующего образованию 91Sr. Исходя из этого, команда предположила, что если стабильные тетранейтроны существуют, то скорость их испускания может быть ниже 8 × 10-7 на деление при доверительном уровне 95%. Они также предположили, что улучшение чистоты образцов и повышение чувствительности экспериментов может помочь в обнаружении тонких сигналов, возникающих от тетранейтронов.

Доктор Фудзиока заключает:

Наше исследование показало, что инструментальный метод активации нейтронов в радиохимии может быть применен для решения открытого вопроса в ядерной физике. Мы будем и дальше улучшать чувствительность, чтобы найти неуловимую зарядово-нейтральную систему.

Хотя команде не удалось обнаружить связанные тетранейтроны, их работа заложила прочную основу для будущих исследований неуловимых тетранейтронов и других подобных систем.

04.01.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
Казанский ГАУ запускает подготовку специалистов по экологии и природопользованию
40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи