Os nêutrons são partículas subatômicas sem carga que, quando combinadas com prótons carregados positivamente, formam o núcleo de um átomo.
Os nêutrons individuais são instáveis e se transformam em prótons após alguns minutos. Combinações de nêutrons duplos e triplos também não formam o que os físicos chamam de ressonância, um estado da matéria que é temporariamente estável antes do decaimento.
O que é um tetranêutron? Usando o poder de um supercomputador no Lawrence National Laboratory, na Califórnia, físicos teóricos calcularam que quatro nêutrons podem formar um estado ressonante com uma vida útil de apenas 3 × 10 -22 segundos, menos de um bilionésimo de um bilionésimo de segundo. É difícil de acreditar, mas os físicos o definem.
Os cálculos dos teóricos dizem que o tetranêutron deve ter uma energia de cerca de 0,8 milhão de elétron-volts (uma unidade de medida comum em alta energia e física nuclear - a luz visível tem uma energia de 2 a 3 elétron-volts).
Os cálculos também mostraram que a largura da explosão de energia plotada mostrando o tetranêutron seria de cerca de 1,4 milhão de elétron-volts. Os teóricos publicaram estudos subsequentes que mostraram que a energia provavelmente estará na faixa de 0,7 a 1,0 milhão de elétron-volts, enquanto a largura estará entre 1,1 e 1,7 milhão de elétron-volts. Essa sensibilidade surgiu da aceitação de vários candidatos disponíveis para a interação entre nêutrons.
Um artigo recém-publicado na revista Nature relata que os experimentos de produção de feixes de isótopos radioativos no instituto de pesquisa RIKEN em Wako, no Japão, mostraram que a energia e a largura do tetranêutron são de cerca de 2,4 e 1,8 milhões de elétron-volts, respectivamente. Ambos são maiores do que os resultados teóricos, mas os cientistas dizem que as incertezas nos resultados teóricos e experimentais atuais podem obscurecer essas diferenças.
O tetranêutron tem uma vida tão curta que é um choque para o mundo da física nuclear que suas propriedades possam ser medidas antes de decair, dizem os pesquisadores. Este é um sistema muito exótico.
Na verdade, este é um estado completamente novo da matéria. É de curta duração, mas indica possibilidades. O que acontece se você conectar dois ou três deles juntos? É possível obter mais estabilidade?
Os experimentos para buscar o tetranêutron começaram em 2002, quando foi proposta a estrutura de algumas reações envolvendo um dos elementos, um metal chamado berílio. A equipe RIKEN encontrou indícios de um tetranêutron em resultados experimentais publicados em 2016.
O tetranêutron se juntará ao nêutron apenas como o segundo elemento sem carga do mapa nuclear. Isso fornece uma nova plataforma valiosa para teorias de interações fortes entre nêutrons.
Meital Duer do Instituto de Física Nuclear em TU Darmstadt é o autor correspondente de um artigo na Nature intitulado Observation of a Correlated Free Four-Nutron System anunciando a confirmação experimental da existência do tetranêutron.
Os resultados do experimento são considerados um sinal estatístico de cinco sigma, denotando uma descoberta final com uma chance em 3,5 milhões de que a descoberta seja uma anomalia estatística.
"Podemos criar uma pequena estrela de nêutrons na Terra?" os cientistas perguntam. Uma estrela de nêutrons é o que resta quando uma estrela massiva fica sem combustível e colapsa em uma estrutura de nêutrons superdensa. O tetranêutron também é uma estrutura de nêutrons, que os físicos dizem ser chamada de "estrela de nêutrons muito leve e de curta duração".
O estudo foi publicado na revista Nature.
2022-06-25 19:06:08
Autor: Vitalii Babkin