آیا سیستم‌های هسته‌ای بدون بار وجود دارند؟

مجله علمی ایلیاد - با اطلاعاتی که تاکنون بشر داشته، به این نتیجه رسیده است که تنها ستاره‌های نوترونی می‌توانند سیستم‌های خالص نوترونی باشند که در آن‌ها نوترون‌ها به کمک نیروهای گرانشی با چگالی بسیار بالا در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

نوترون‌های آزاد دارای طول عمر کمتر از ۱۵ دقیقه هستند و پس از این مدت واپاشی انجام داده و تبدیل به پروتون، الکترون و آنتی‌نوترینو می‌شوند. در سال ۲۰۱۲ برای اولین بار سیستمی شامل دو نوترون خالص از طریق واپاشی بریلیوم-۱۶ مشاهده شد.

سیستم حاوی سه نوترون نیز کمتر احتمال وقوع دارد، زیرا به دلایل مختلف نیروی جاذبه بین آن‌ها ضعیف است، ولی محاسباتی که دانشمندان اخیراً انجام داده‌اند نشان داده است که این سیستم نیز می‌تواند وجود داشته باشد.

بر اساس محاسباتی که در مورد سیستم‌های نوترونی انجام شده، سیستم تترانوترون که حاوی چهار نوترون است می‌تواند یکی از کاندیداهایی باشد که پرسش‌های متعدد در مورد سیستم‌های نوترونی را پاسخ دهد. تاکنون تلاش‌های زیادی در مورد وجود چنین سیستمی انجام شده است. اکثر آزمایش‌هایی که در این زمینه انجام شده با هسته‌های پایدار انجام شده است، ولی پیشرفت‌هایی که در قرن ۲۱ در تاسیسات پروتوهای یونی رادیواکتیو انجام شده، به دانشمندان این امکان را داده است که از هسته‌های غنی از نوترون ناپایدار استفاده کنند و سیستم‌های حاوی چهار نوترون را ایجاد کنند.

دانشمندان آلمانی در آزمایشی که اخیراً انجام داده‌اند، نیروهای هسته‌ای را به کمک یک سیستم ساخته شده از نوترون مورد آزمایش قرار داده‌اند. تا کنون برهمکنش هسته‌ای بین نوترون‌های بیش از دو عدد آزمایش نشده بود و پیش‌بینی‌های تئوری نیز نتایج خوبی را به‌دست نمی‌دادند. با این حال، دانشمندان از تجهیزات پیشرفته‌ی SAMURAI استفاده کرده و حالت تترانوترون را ایجاد کرده‌اند.

دانشمندان برنامه دارند از این روش استفاده کنند و برهمکنش بین نوترون‌های کم‌انرژی را اندازه‌گیری کنند. این کار می‌تواند در درک بیشتر نیروهای هسته‌ای به دانشمندان کمک کند.

نتایج این مطالعه در مجله‌ی Nature منتشر شده است.