Tetraneutroni on hypoteettinen stabiili (tai suhteellisen pitkäikäinen) hiukkanen, joka koostuu neljästä neutronista . 2000-luvun alussa yleisesti hyväksyttyjen ydinfysiikan teorioiden mukaan tällaisen hiukkasen olemassaolon todennäköisyys on mitätön [1] ; toisaalta on olemassa kokeellisia tietoja (tosin ei täysin vahvistettu), jotka voivat toimia osoituksena tetraneutronin olemassaolosta - Francisco-Miguel Marquezin ja hänen kollegoidensa koe Large National Heavy Ion Acceleratorissa ( ranska : Grand accélérateur national d'ions lourds - GANIL ) Caenissa vuonna 2001, jossa käytettiin uutta menetelmää beryllium- ja litiumytimien hajoamisen havaitsemiseen [2] . Muiden tutkijoiden yritykset toistaa Marquezin tulos päättyivät epäonnistumaan, mutta vuonna 2016 toinen tutkijaryhmä sai viitteitä tetraneutronin olemassaolosta kokeiden aikana eri menetelmällä .
Kuten monien hiukkaskiihdytinkokeiden yhteydessä, Marquezin tiimi kiihdytti atomiytimien säteitä kohti paikallaan olevaa kohdetta ja tutki törmäyksestä syntyneitä "fragmentteja". Tässä kokeessa beryllium-14 :n , beryllium-15 :n ja litium-11 :n radioaktiivisia ytimiä kiihdytettiin ja ne törmäsivät hiilikohteeseen . Parhaat tulokset saavutettiin beryllium-14:llä. Tämän beryllium- isotoopin halo koostuu neljän neutronin ryhmästä, joka erottuu helposti berylliumytimestä törmäyksessä hiiliytimeen. Marquezin tiimi on kehittänyt uuden ja omaperäisen tekniikan sitoutuneiden neutroniryhmien havaitsemiseen [2] .
Nykyaikaiset ydinmallit ehdottavat, että beryllium-14:n ja hiilen törmäyksen pitäisi tuottaa beryllium-10-ydin ja neljä vapaata neutronia , mutta törmäyksestä saatu signaali tarkoitti todennäköisesti beryllium-10-ytimen ja useiden sitoutuneiden neutronien ryhmän läsnäoloa. luultavasti neljä, silloin on tetraneutroni.
Marquezin käyttämän havaitsemismenetelmän myöhempi analyysi osoitti, että ainakin osa hänen analyysistään saatujen havaintojen suhteen oli virheellinen [3] . Yritykset toistaa nämä havainnot monilla muilla menetelmillä eivät ole koskaan pystyneet havaitsemaan mitään sitoutuneita neutroniryhmiä [4] .
Jos tulevaisuudessa on mahdollista kokeellisesti vahvistaa stabiilien tetraneutronien olemassaolo, on tarpeen tarkistaa olemassa olevia atomiytimen malleja. Bertulani ja Zelevinsky [5] yrittivät rakentaa mallin tetraneutronista kahdesta dineutronista koostuvana molekyylinä , mutta tulivat siihen tulokseen, että tämä oli mahdotonta. Myös muut yritykset löytää vuorovaikutuksia, jotka voisivat edistää monineutroniryhmien muodostumista, osoittautuivat epäonnistuneiksi [6] [7] [8] .
Ei näytä mahdolliselta muuttaa nykyaikaisia ydinhamiltonilaisia sitomaan tetraneutronia tuhoamatta lukuisia muita onnistuneita ennusteita näistä Hamiltoneista. Tämä tarkoittaa, että jos viimeaikaiset lausunnot sitoutuneesta tetraneutronista saaduista kokeellisista tiedoista vahvistuvat, ydinvoimien ymmärtämisessämme on tehtävä merkittäviä muutoksia.
- S. Pieper [9]Vuonna 2016 Japanin fysikaalisen ja kemiallisen tutkimuksen instituutin (RIKEN) fyysikot antoivat lausunnon tetraneutroniehdokkaan läsnäolosta. Hiukkasenergia laskelmien mukaan on noin 0,83 M eV . Resonanssi havaitaan korkeaenergisen helium-8-isotoopin hajoamistuotteiden havainnoissa [10] [11] [12] .
Samana vuonna 2016 ryhmä teoreetikoita Venäjältä ( SINP MGU , TOGU ), Yhdysvalloista ( Iowa State University , Livermore National Laboratory ) ja Saksasta ( Darmstadtin teknillinen yliopisto ) osoitti numeerisella simulaatiolla resonanssin olemassaolon neljän hengen järjestelmässä. havaittua hiukkasta vastaavat neutronit. Resonanssienergia oli 0,8 MeV ja leveys 1,4 MeV . Hiukkasten eliniän arvioitiin olevan 5⋅10 −22 s [13] [14] .
Vuonna 2021 Münchenin teknillisen yliopiston ryhmä, joka törmäsi litium-7-atomeja, löysi alustavia merkkejä neljän neutronin sidotun tilan olemassaolosta, joiden arvioitu elinikä on useita minuutteja, joka on samanlainen kuin vapaan neutronin elinikä [15] . [16] .
Vuonna 2022 RIKENissä hän ampui helium-8-atomisäteen kohti runsaasti protoneja sisältävää kohdetta, mikä sai alfahiukkasen sinkoutumaan vastakkaiseen suuntaan ja jätti neljä neutronia liikkuvaan vertailukehykseen. Puuttuva energia käytettiin neljän neutronin järjestelmän tunnusmerkkien saamiseksi, jonka elinikä oli noin 3,8 × 10 -22 s [17] [18] [19] .