Tetraneutron

Ein Tetraneutron ist ein hypothetisches Teilchen, das aus vier Neutronen besteht. Obwohl die Existenz dieses Kerns den anerkannten Modellen der Kernphysik widerspricht, gibt es einige umstrittene Versuchsergebnisse, die sein Vorhandensein belegen sollen. In einem Experiment, dessen Ergebnisse 2002 veröffentlicht wurden, stießen Francisco-Miguel Marqués und seine Mitarbeiter am GANIL in Caen bei der Beobachtung des Kernzerfalls von Beryllium und Lithium auf mögliche Hinweise auf ein derartiges Teilchen. Nachfolgende Versuche, diese Beobachtung zu wiederholen, scheiterten.

Marqués' Experiment

Die Gruppe um Marqués^[1] feuerte Berylliumkerne und andere neutronenreiche Kerne auf ein kleines Kohlenstoffziel und analysierte die Trümmer mit Protonenstreuung. Die Gruppe identifizierte sechs Signale, die ihrer Meinung nach mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Cluster aus vier Neutronen zurückgehen. Nach Marqués und Mitarbeitern können andere denkbare Erklärungen der beobachteten Ereignisse maximal für zehn Prozent des beobachteten Signals verantwortlich sein.

Nach Marqués' Experiment

Eine spätere Analyse der benutzten Erkennungsmethode legte den Verdacht nahe, dass zumindest ein Teil der Originalanalyse fehlerhaft war.^[2] Versuche, die Beobachtungen mit anderen Methoden zu wiederholen, waren nicht erfolgreich und führten zu keiner erneuten Beobachtung solcher Teilchen.^[3] Falls die Existenz von stabilen Tetraneutronen jemals unabhängig bewiesen werden sollte, müssten die gegenwärtigen Modelle der Kernkräfte erheblich geändert werden. Bertulani und Zelevinsky^[4] schlugen vor, dass das Tetraneutron, sofern es existiere, aus einem gebundenen Zustand von zwei Dineutronen bestehen könnte. Allerdings scheiterten Versuche, ein Modell zu schaffen, welches die Bildung von Polyneutronen erklärt^[5][6][7], und, so Steven C. Pieper, es

"scheint nicht möglich zu sein, moderne kernphysikalische Hamiltonfunktionen so zu verändern, dass eine Bindung von Tetraneutronen möglich ist, ohne viele andere erfolgreiche Voraussagen dieser Theorien 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."^[8]

Siehe auch

• Neutron
• Dineutron
• Neutronium

Weblinks

• Katie Pennicott in Physics World 2002 zu den Experimenten am GANIL

Referenzen

1. ↑ F. Marques und andere The detection of neutron clusters, Phys. Rev. C, Bd. 65, 2002, S. 044006, Abstract
2. ↑ B. M. Sherrill and C. A. Bertulani, Proton-tetraneutron elastic scattering, Phys. Rev. C 69, 027601 (2004)
3. ↑ 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)
4. ↑ C.A. Bertulani and V.G. Zelevinsky, Tetraneutron as a dineutron-dineutron molecule, J. Phys. G 29 (2003) 2431
5. ↑ Rimantas Lazauskas, and Jaume Carbonell, Three-neutron resonance trajectories for realistic interaction models, Phys. Rev. C 71, 044004 (2005)
6. ↑ Koji Arai, Resonance states of 5H and 5Be in a microscopic three-cluster model, Phys. Rev. C 68, 034303 (2003)
7. ↑ 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)
8. ↑ Steven C. Pieper, Can Modern Nuclear Hamiltonians Tolerate a Bound Tetraneutron?, Phys. Rev. Lett. 90, 252501 (2003)