世界新消息丨“四中子态”迄今最明确证据发布：寿命仅10—22秒，有助揭示宇宙如何形成

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科技日报记者 刘霞

由来自德国、日本、美国和中国等国的科学家组成的国际科研团队在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们获得了迄今最明确的证实“四中子态”这种物质存在的证据，有助科学家更好地理解宇宙是如何形成的，这种新奇的物质形态也可能拥有对现有或新兴技术有用的性质。

研究团队成员、北京大学物理学院助理教授杨再宏对科技日报记者解释说，虽然所有物质都含有中子，但只有中子星包含几乎完全由中子构成的物质，这些中子通过核力结合在一起。越来越多证据表明，存在着一种奇特而难以捉摸的物质——“四中子态”（tetraneutron），它由4个中子短暂地结合在一起形成。

20年前，科学家们首次获得了“四中子态”存在的“蛛丝马迹”——发现了铍和碳原子碰撞后可能形成“四中子态”的证据，但当时实验误差很大，科学家们提出了其他可能性，如所谓的“四中子态”是不同类型的粒子形成等。

在最新研究中，慕尼黑工业大学的罗曼·格恩哈乌斯及其同事，制造出了比普通氦原子多4个中子的氦原子，然后让其与质子碰撞。这些氦原子在碰撞后只留下了4个中子，而这4个中子可以结合形成“四中子态”。随后，研究团队测量了碰撞前后所有粒子的能量和动量，从而计算出碰撞形成“四中子态”后丢失的能量，并通过这一能量推断出，“四中子态”的“寿命”仅为10—22秒。

本研究中的实验反应示意图。 图片来源：《自然》网站

格恩哈乌斯团队目前正在开发一种特殊的探测器，当一个“四中子态”进入其中时，它会记录下清晰的信号，这将有助于更直接地研究这种物质，获取其更精确的细节。

据杨再宏介绍，北京大学研究团队也在研发新型探测设备，可直接捕捉“四中子态”在“寿终正寝”时放出的4个中子，对其内部结构进行高精度“拍照”，并进一步研究更重的“中子物质”（如“六中子态”、“八中子态”），深入探索这种目前已知仅存在于中子星内部的新奇物质形态。

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