Se confirmados, os "tetranêutrons" podem ajudar os cientistas a entender melhor as forças nucleares.
Os físicos encontraram o sinal mais forte até agora de uma quadra lendária.
Por seis décadas, os pesquisadores caçaram aglomerados de quatro nêutrons chamados tetranêutrons. Mas a evidência de sua existência tem sido incerta. Agora, os cientistas dizem ter observado aglomerados de nêutrons que parecem ser tetranêutrons. O resultado reforça o argumento de que o fab-é mais do que uma invenção da imaginação dos físicos. Mas alguns cientistas duvidam que os alegados tetranêutrons sejam realmente o que parecem.
Ao contrário de um núcleo atômico, no qual prótons e nêutrons estão solidamente ligados, os supostos tetranêutrons parecem estar quase ligados, ou ressonantes. Isso significa que os aglomerados duram apenas por instantes fugazes – neste caso, menos de um bilionésimo de um trilionésimo de segundo, relataram os pesquisadores na Nature de 23 de junho.
Os tetranêutrons fascinam os físicos porque, se confirmados, os aglomerados ajudariam os cientistas a isolar e investigar misteriosas forças nêutron-nêutron e o funcionamento interno dos núcleos atômicos. Todos os núcleos atômicos contêm um ou mais prótons, então os cientistas não têm uma compreensão completa das forças em jogo dentro de grupos compostos apenas de nêutrons.
Identificar conclusivamente o conjunto de quatro nêutrons seria a primeira vez. “Até agora, não havia observação real de … um sistema que é composto apenas de nêutrons”, diz o físico nuclear Meytal Duer, da Universidade Técnica de Darmstadt, na Alemanha.
Para criar os quartetos de nêutrons, Duer e seus colegas começaram com um feixe de um tipo de hélio radioativo e rico em nêutrons chamado hélio-8, criado no RIKEN em Wako, Japão. A equipe então lançou aquele feixe em um alvo contendo prótons. Quando um núcleo de hélio-8 e um próton colidiram, o próton nocauteou um grupo de dois prótons e dois nêutrons, também conhecido como partícula alfa. Porque cada núcleo inicial de hélio-8 tinha dois prótons e seis nêutrons, isso deixava quatro nêutrons sozinhos.
Ao medir os momentos da partícula alfa e do próton ricocheteando, os pesquisadores determinaram a energia dos quatro nêutrons. A medição revelou um aumento no gráfico da energia dos nêutrons em várias colisões - a assinatura de uma ressonância.
No passado, “havia indicações, mas nunca ficou muito claro” se os tetranêutrons existiam, diz a física nuclear Marlène Assié, do Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie em Orsay, França. Em 2016, Assié e colegas relataram indícios de apenas alguns tetranêutrons. No novo estudo, os pesquisadores relataram observar cerca de 30 aglomerados. A colisão no novo enredo é muito mais clara, diz ela. “Não tenho dúvidas sobre essa medição.”
Mas cálculos teóricos do que acontece quando quatro nêutrons colidem levantaram o ceticismo sobre se uma ressonância de tetranêutrons pode existir. Se as forças entre os nêutrons fossem fortes o suficiente para criar uma ressonância de tetranêutrons, deveriam existir certos tipos de núcleos atômicos que não existem, diz a física nuclear teórica Natalia Timofeyuk, da Universidade de Surrey, em Guildford, Inglaterra.
Por causa dessa contradição, ela acha que os pesquisadores não observaram uma ressonância verdadeira, mas outro efeito que ainda não é compreendido. Por exemplo, ela diz, a colisão pode resultar de uma “memória” que os nêutrons retêm de como eles foram organizados dentro do núcleo de hélio-8.
Outros tipos de cálculos teóricos estão mais próximos dos novos resultados. “De fato, os resultados teóricos são muito controversos, pois ou preveem uma ressonância de tetranêutrons em boa concordância com os resultados apresentados neste artigo, ou não preveem nenhuma ressonância”, diz o físico nuclear teórico Stefano Gandolfi, do Laboratório Nacional de Los Alamos. no Novo México. Cálculos adicionais serão necessários para entender os resultados do experimento.
Novos experimentos também podem ajudar. Como detectar nêutrons, que não têm carga elétrica, é mais difícil do que detectar partículas carregadas, os pesquisadores não observaram diretamente os quatro nêutrons. Em experimentos futuros, Duer e seus colegas esperam identificar os nêutrons e definir melhor as propriedades dos tetranêutrons.
Trabalhos futuros podem revelar de uma vez por todas se os tetranêutrons são o verdadeiro negócio.
Mais informações: https://go.nature.com/3c4TN4D
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