Tetraneutron

Ein Tetraneutron ist ein stabiles hypothetisches Teilchen, das aus vier Neutronen besteht. Obwohl dieses Teilchen dem Standardmodell der Teilchenphysik widerspricht, gibt es einige Versuchsergebnisse, die seine Existenz voraussagen. In einem Experiment stießen Francisco-Miguel Marqués und seine Mitarbeiter am GANIL in Caen bei der Beobachtung des Kernzerfalls von Beryllium und Lithium auf ein derartiges Teilchen. Nachfolgende Versuche, diese Beobachtung zu wiederholen, scheiterten bisher.

Die Bestätigung der Existenz von Tetraneutronen wäre eine bedeutende Entdeckung, da sich die Teilchenpysik ein solches Teilchen als nicht stabil vorstellt und es somit nicht existieren dürfte. Sollte es doch existieren, wurde vorgeschlagen, es als Element zu betrachten und mit der Ordnungszahl 0 (Null) in das Periodensystem aufzunehmen.

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Marqués' Experiment

Die Gruppe um Marqués feuerte Berylliumkerne auf ein kleines Kohlenstoffziel und analysierte die Trümmer, die in die umgebenden Teilchendetektoren schossen. Sie erwarteten, dass vier getrennte Neutronen ihre Detektoren treffen würden. Stattdessen fand die Gruppe nur einen einzigen Lichtblitz, dessen Energie auf vier Neutronen hindeutete, die zusammen den Detektor erreichten.

Nach Marqués' Experiment

Eine spätere Analyse der benutzten Erkennungsmethode legte den Verdacht nahe, dass zumindest ein Teil der Originalanalyse fehlerhaft war.^[1]. Versuche, die Beobachtungen mit anderen Methoden zu wiederholen, waren nicht erfolgreich und führten zu keiner erneuten Beobachtung solcher Teilchen.^[2] Falls die Existenz von stabilen Tetraneutronen jemals unabhängig bewiesen werden sollte, müsste das aktuelle Teilchenmodell beachtlich geändert werden. Bertulani und Zelevinsky^[3] schlugen vor, dass das Tetraneutron, sofern es existiere, aus einem 'bound state' von zwei Dineutronen bestehen könnte. Allerdings scheiterten Versuche, ein Modell zu schaffen, welches die Bildung von Polyneutronen erklärt^[4][5][6], und es

"scheint nicht möglich zu sein, die moderne Teilchenthorie so zu verändern, dass eine Bindung von Tetraneutronen möglich ist, ohne viele andere erfolgreiche Voraussagen dieser Theorie zu zerstören. Das bedeutet, wenn ein neuer Versuch Tetraneutronen bestätigen sollte, müsste unser Verständnis der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung bedeutend verändert werden."

"does not seem possible to change modern nuclear Hamiltonians to bind a tetraneutron without destroying many other successful predictions of those Hamiltonians. This means that, should a recent experimental claim of a bound tetraneutron be confirmed, our understanding of nuclear forces will have to be significantly changed."^[7]

Siehe auch

• Neutron
• Dineutron
• Polyneutron
• Neutronium
• Dunkle Energie

Referenzen

1. ↑ B. M. Sherrill and C. A. Bertulani, Proton-tetraneutron elastic scattering, Phys. Rev. C 69, 027601 (2004)
2. ↑ D. V. Aleksandrov, et. al. Search for Resonances in the Three- and Four-Neutron Systems in the 7Li(7Li, 11C)3n and 7Li(7Li, 10C)4n Reactions, JETP Letters, 81, 43 (2005)
3. ↑ C.A. Bertulani and V.G. Zelevinsky, Tetraneutron as a dineutron-dineutron molecule, J. Phys. G 29 (2003) 2431
4. ↑ Rimantas Lazauskas, and Jaume Carbonell, Three-neutron resonance trajectories for realistic interaction models, Phys. Rev. C 71, 044004 (2005)
5. ↑ Koji Arai, Resonance states of 5H and 5Be in a microscopic three-cluster model, Phys. Rev. C 68, 034303 (2003)
6. ↑ A. Hemmdan, W. Glöckle, and H. Kamada, Indications for the nonexistence of three-neutron resonances near the physical region, Phys. Rev. C 66, 054001 (2002)
7. ↑ Steven C. Pieper, Can Modern Nuclear Hamiltonians Tolerate a Bound Tetraneutron?, Phys. Rev. Lett. 90, 252501 (2003)