Un tetraneutrón es un grupo estable hipotético de cuatro neutrones. La existencia de este grupo de partículas no está respaldada por los modelos actuales de fuerzas nucleares. Existe alguna evidencia empírica que sugiere que esta partícula existe, basada en un experimento realizado en 2001 por Francisco-Miguel Marqués y sus compañeros de trabajo en el acelerador Ganil en Caen utilizando un método de detección novedoso en las observaciones de la desintegración de los núcleos de berilio y litio. Sin embargo, los intentos posteriores de replicar esta observación han fallado.
En primer lugar, ¿ por qué la partícula de Neutronio-4 es inestable? ¿Cómo podemos usar el modelo actual de física de partículas para predecir su inestabilidad?
Y si el Neutronio-4 no puede existir (en forma estable), ¿cómo interpretamos los resultados de Marqués ? ¿Fue solo un error?
En primer lugar, ¿por qué la partícula de Neutronio-4 es inestable? ¿Cómo podemos usar el modelo actual de física de partículas para predecir su inestabilidad?
Existe esta publicación reciente que también resume las observaciones recientes sobre el sistema de cuatro neutrones. El resumen:
Utilizamos varios enfoques {\ em ab initio} para buscar una resonancia baja en el sistema de cuatro neutrones (4n) utilizando la interacción NN realista JISP16. Nuestra predicción más precisa se obtiene utilizando una extensión de matriz J del modelo de carcasa sin núcleo y sugiere un estado resonante 4n a una energía cercana a Er = 0,8 MeV con un ancho de aproximadamente Γ = 1,4 MeV.
Las resonancias se observan por encima del umbral, (en este caso de la suma de 4 masas neutrónicas), tienen un ancho y por tanto son inestables. Al menos el enlace para un cálculo de modelo nuclear describe esto. Hay cálculos usando QCD de celosía para hasta tres neutrones, pero no he encontrado para cuatro. Aquí hay uno que analiza la posibilidad de los dineutrones de los estados ligados a partir de los cálculos de QCD de red que tienen en cuenta los quarks dentro de los neutrones. En la página 13 B se analiza el dineutrón, y los cálculos dependen de las masas de los quarks y nada es definitivo:
permitir la posibilidad de di-neutrones unidos y no unidos para masas de quarks ligeros más grandes que las de la naturaleza, al tiempo que indica un di-neutrón no unido para masas de quarks más ligeros (45, 46, 47). Por el contrario, un cálculo dependiente del modelo indica que el dineutrón permanece libre para todas las masas de quarks ligeros (49).
Algo similar podría intentarse para cuatro neutrones, si se hubiera encontrado experimentalmente un estado ligado.
Y si el Neutronio-4 no puede existir (en forma estable), ¿cómo interpretamos los resultados de Marqués? ¿Fue solo un error?
Un "error honesto". ¿Recuerdas los neutrinos más rápidos que la luz ? Los experimentos en física nuclear y de partículas a menudo son muy complicados y el error humano puede interferir fácilmente. Por eso hay dos experimentos similares en el CERN, ATLAS y CMS, para reducir el error humano, porque los instrumentos y el análisis son independientes en los dos experimentos.
En la década de 1970, cuando estábamos midiendo las huellas de la cámara de burbujas para reconstruir eventos y finalmente obtener una cinta de resumen de datos de los cuatro vectores de las huellas para su análisis, la película se escaneó dos veces, solo por un error humano, que es de alrededor del 5 %. Esto puede causar estragos si no se detecta lo suficientemente pronto.
Digresión histórica sobre el error humano: cuando comencé a escribir programas para computadoras, allá por 1966, perforamos nuestros programas fortran en tarjetas que estaban en código binario y se alimentaban a la computadora a través de una máquina lectora de tarjetas. Para minimizar el error humano, las tarjetas se perforaron dos veces, la segunda máquina comprobó que los agujeros que representaban el código binario eran correctos.
En primer lugar, ¿por qué la partícula de Neutronio-4 es inestable?
La explicación más básica es la siguiente. La fuerza nuclear fuerte tiene un rango de alrededor de 1 fm ( metro). Por lo tanto, para hacer un tetraneutrón, debe mantener cuatro neutrones confinados en esta cantidad de espacio. Eso significa que sus longitudes de onda tienen que ser así de cortas, por lo que a través de encontramos un límite mínimo en sus momentos y energías. La fuerza nuclear fuerte no parece proporcionar suficiente energía potencial negativa para mantener unidos a los neutrones cuando tienen tanta energía cinética.
Por supuesto, puede ser mucho más elaborado que esto, discutir las funciones de onda específicas y los detalles de varios modelos de la fuerza nuclear, etc., pero esta es la física básica.
Y si el Neutronio-4 no puede existir (en forma estable), ¿cómo interpretamos los resultados de Marqués? ¿Fue solo un error?
Sí, parece que fue un error. Wikipedia brinda algunas discusiones bastante detalladas sobre esto, con referencias a artículos. El papel de Marqués fue en 2001, y 17 años es mucho tiempo. Parece que el polvo ha tenido mucho tiempo para asentarse, y Marqués simplemente se equivocó.
jon custer
usuario4552