日本的物理学家找到不可能的粒子(组图)

日本的物理学家找到不可能存在的粒子。(网络图片)

日本科学家表示，他们已经发现了证据确认四中子粒子(Tetraneutron)的存在：由四个中子而无质子组成的粒子，理论上被视为是不可能存在的。

四中子粒子

近日，日本科学家们发现了最有说服力的证据界定四中子粒子：这是一个具有四个中子但没有质子的粒子，我们理应不会在物理学上看到的东西。这一证据增加了这种假设粒子存在的可能性。

理论上来说，单独中子的不稳定性使这种粒子是不可能存在的。事实上，一篇1965年的论文原先得出的结论是：没有证据显示可以确认四中子粒子的存在。许多不同的研究报告随之出现，报告了传说中的粒子实验观测。然而到目前为止，我们并有没有确凿的证据。

法国Ganil大型重离子加速器的理论物理学家Francisco-Miguel Marqués最近尝试借由铍和锂核子解体来观察粒子。

现在看来，这个“不可能”是不足以阻止日本的研究人员们从最近进行的实验里看到粒子的记号。或者，至少这是他们认为他们的实验所揭示的结果。

法国国家科学研究中心的核子理论学家Peter Schuck告诉科学新闻网站，如果能得到证实，“这将是一件轰动的事情。”最终，当（且如果）其结果被各自独立地其他团队所复制，这就确认了难以捉摸的四中子粒子的存在，担保我们对核力的理解将发生严重的变化。

由四个中子而无质子组成的粒子，理论上被视为是不可能存在的。(网络图片)

发现不可能存在粒子

去年Gizmodo的一篇文章里，EstherInglis-Arkell说明了四个中子存在于一个粒子的不可能性，他说：“包利不相容原理（Pauli exclusion principle）说明了在同一系统中粒子不可能位于同一个量子态。因此，即使两个中子理应不能够结合在一起，更不用说四个。”

“然而，四个中子在高速下粉碎成一个碳原子，然后完全同时到达在一个探测器上完全相同的地方，几乎是不可能的想法，一个基本的物理学原理需要进行修改。”

唯有现在，任何人能复制Marqués团队的结果。东京大学科学研究所的科学家们还用铍粒子以产生四中子粒子状态。这是透过在液态氦中发射出一束氦核而成的。碰撞导致四个中子消失不见。这种消失不见的情况仅于粒子衰变的形式再次出现前持续了一万亿分的十亿分之一秒的时间。

日本的物理学家之一Susumu Shimoura做了观察，告诉亚洲科学家杂志的Shern Ren Tee说：“每当这些第二次碰撞中检测到一对α粒子，简单的计数决定了四个中子必须被留下，但是他们是被相互束缚作为一个单一的粒子，或者他们只是在不同方向飞行的残余物？“

Shimoura和他的团队测量了在反应中的粒子脱离的能量，得出的结论是，没有足够的能量来推动中子消失。

Tee报导：“这证实了留下的四个中子确实被束缚成一个四中子粒子的粒子。”

那么，现在发生了什么事？其他的团队纷纷仿效Shimoura团队的方法而得出相同的结果。如果一个独立的研究得出同样的结果，这在核子物理学里将会是一个非常令人振奋的时刻。