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

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...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса