科技日報記者?劉霞

由來自德國、日本、美國和中國等國的科學家組成的國際科研團隊在最新一期《自然》雜志上發表論文稱，他們獲得了迄今最明確的證實“四中子態”這種物質存在的證據，有助科學家更好地理解宇宙是如何形成的，這種新奇的物質形態也可能擁有對現有或新興技術有用的性質。

研究團隊成員、北京大學物理學院助理教授楊再宏對科技日報記者解釋說，雖然所有物質都含有中子，但只有中子星包含幾乎完全由中子構成的物質，這些中子通過 核力結合在一起。越來越多證據表明，存在著一種奇特而難以捉摸的物質——“四中子態”（tetraneutron），它由4個中子短暫地結合在一起形成。

20年前，科學家們首次獲得了“四中子態”存在的“蛛絲馬跡”——發現了鈹和碳原子碰撞后可能形成“四中子態”的證據，但當時實驗誤差很大，科學家們提出了其他可能性，如所謂的“四中子態”是不同類型的粒子形成等。

在最新研究中，慕尼黑工業大學的羅曼·格恩哈烏斯及其同事，制造出了比普通氦原子多4個中子的氦原子，然后讓其與質子碰撞。這些氦原子在碰撞后只留下了4 個中子，而這4個中子可以結合形成“四中子態”。隨后，研究團隊測量了碰撞前后所有粒子的能量和動量，從而計算出碰撞形成“四中子態”后丟失的能量，并通 過這一能量推斷出，“四中子態”的“壽命”僅為10—22秒。

本研究中的實驗反應示意圖。
圖片來源：《自然》網站

格恩哈烏斯團隊目前正在開發一種特殊的探測器，當一個“四中子態”進入其中時，它會記錄下清晰的信號，這將有助于更直接地研究這種物質，獲取其更精確的細節。

據楊再宏介紹，北京大學研究團隊也在研發新型探測設備，可直接捕捉“四中子態”在“壽終正寢”時放出的4個中子，對其內部結構進行高精度“拍照”，并進一 步研究更重的“中子物質”（如“六中子態”、“八中子態”），深入探索這種目前已知僅存在于中子星內部的新奇物質形態。