最近，來自德國(guó)，日本，美國(guó)，英國(guó)，中國(guó)等幾十個(gè)國(guó)家的科學(xué)家小組，共同發(fā)現(xiàn)了迄今為止四中子態(tài)奇異物質(zhì)存在的最清晰證據(jù)相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上

中子是不帶電的亞原子粒子，由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成因?yàn)橄驴淇撕蜕峡淇说碾姾上嗷サ窒凶記]有電荷，穿透性強(qiáng)，所以無法直接觀測(cè)到中子是核轉(zhuǎn)變中非常重要的介質(zhì)

核物理領(lǐng)域一個(gè)長(zhǎng)期存在的研究問題是不帶電核系統(tǒng)是否存在雖然所有物質(zhì)都含有中子，但只有中子星含有幾乎全部由中子組成的物質(zhì)，它們通過核力以非常高的密度束縛在一起

20年前，科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)了一種奇怪物質(zhì)四中子態(tài)的存在，這種物質(zhì)可以由四個(gè)中子組成相關(guān)研究表明，鈹與碳原子碰撞后可以形成四種中子態(tài)但當(dāng)時(shí)整個(gè)實(shí)驗(yàn)存在較大的誤差范圍，不排除其他可能的原因一些科學(xué)家質(zhì)疑這種奇怪的物質(zhì)可能是由不同類型的粒子形成的可是，越來越多的研究證據(jù)表明四中子態(tài)奇異物質(zhì)的存在

這一次，國(guó)際聯(lián)合小組找到了迄今為止證明四個(gè)中間狀態(tài)最清晰的證據(jù)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Roman Gernhauser等研究人員利用不同的粒子碰撞產(chǎn)生多四個(gè)中子的氦原子，然后與質(zhì)子碰撞碰撞后只剩下四個(gè)中子，可以組合成一個(gè)四中子態(tài)

研究人員測(cè)量了碰撞前后所有粒子的能量和動(dòng)量從過去的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算中，研究人員知道如果用能量來產(chǎn)生四中子態(tài)，碰撞后會(huì)損失多少能量Gernhauser說，碰撞后損失的能量可以精確測(cè)量該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)旨在抑制每一個(gè)可能干擾或被誤認(rèn)為產(chǎn)生四中子態(tài)的反應(yīng)通過追蹤損失的能量，研究人員得出結(jié)論，四中子態(tài)的形成時(shí)間非常短，只有10到22秒

來自得克薩斯州A&M大學(xué)科莫斯的研究小組成員Carlos Bertulani認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)將有助于物理學(xué)家微調(diào)核力本質(zhì)的理論從100多年前被稱為核物理之父的歐內(nèi)斯特·盧瑟福時(shí)代開始，中子如何結(jié)合與否的問題幾乎一直困擾著核物理學(xué)家

慕尼黑工業(yè)大學(xué)的托馬斯·費(fèi)斯特曼表示，他本人曾試圖通過鋰原子產(chǎn)生四中子態(tài)，但他的研究中產(chǎn)生四中子態(tài)所需的能量與上述實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果不同因此，雖然他認(rèn)同四中子態(tài)可能存在，但測(cè)量的差異卻提出了一個(gè)問題，即這種奇怪的物質(zhì)是如何產(chǎn)生的

目前，Gernhauser的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一種特殊的探測(cè)器，可以在四中子態(tài)進(jìn)入探測(cè)器時(shí)記錄清晰的信號(hào)數(shù)據(jù)這將有助于研究人員更直接地檢測(cè)物質(zhì)，獲得更準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)，而不是通過測(cè)量能量來進(jìn)行研究

研究團(tuán)隊(duì)成員，北京大學(xué)物理研究所助理教授楊在洪說，北京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)還在研制一種新型探測(cè)設(shè)備，可以直接捕獲四個(gè)中子態(tài)在生命末期發(fā)射的四個(gè)中子，并對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度拍照，從而進(jìn)一步研究更重的中子物質(zhì)，進(jìn)一步探索這種已知只存在于中子星中的奇特物質(zhì)形態(tài)。