Sciences énergies environnement /Le monde selon la physique .W 25 : des tetra neutrons ?????

 

Prédire et attendes des années pour savoir ???? TRADUCTION DE ;

Theoretical calculations predicted now-confirmed tetraneutron, an exotic state of matter

by Iowa State University

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Des calculs théoriques ont prédit le tétra neutron maintenant confirmé, un état exotique de la matière

par l'Université d'État de l'Iowa

 

Andrey Shirokov, à gauche, de l'Université d'État de Moscou en Russie, qui a été chercheur invité à l'État de l'Iowa, et James Vary de l'État de l'Iowa font partie d'une équipe internationale de physiciens nucléaires qui ont théorisé, prédit et annoncé une structure à quatre neutrons en 2014 et 2016. Crédit : Christopher Gannon / Iowa State University College of Liberal Arts and Sciences

James Vary a attendu que des expériences de physique nucléaire confirment la réalité d'un "tétraneutron" que lui et ses collègues ont théorisé, prédit et annoncé pour la première fois lors d'une présentation à l'été 2014, suivie d'un article de recherche à l'automne 2016.

 

 

"Chaque fois que nous présentons une théorie, nous devons toujours dire que nous attendons une confirmation expérimentale", a déclaré Vary, professeur de physique et d'astronomie à l'Iowa State University.

 

Dans le cas de quatre neutrons (très, très) brièvement liés ensemble dans un état quantique temporaire ou  comme dans une résonance, ce jour pour Vary et une équipe internationale de théoriciens est maintenant arrivé.

 

La découverte expérimentale qui vient d'être annoncée d'un tétraneutron par un groupe international dirigé par des chercheurs de l'Université technique allemande de Darmstadt ouvre les portes à de nouvelles recherches et pourrait conduire à une meilleure compréhension de la façon dont l'univers est assemblé. Cet état nouveau et exotique de la matière pourrait également avoir des propriétés utiles dans les technologies existantes ou émergentes.

 

Les neutrons, dont vous vous souvenez probablement du cours de sciences, sont des particules subatomiques sans charge qui se combinent avec des protons chargés positivement pour constituer le noyau d'un atome. Les neutrons individuels ne sont pas stables et après quelques minutes se transforment en protons. Les combinaisons de neutrons doubles et triples ne forment pas non plus ce que les physiciens appellent une résonance, un état de la matière qui est temporairement stable avant de se désintégrer.

 

Entrez le tétra neutron. En utilisant la puissance de supercalcul du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie, les théoriciens ont calculé que quatre neutrons pourraient former un état résonant avec une durée de vie de seulement 3x10-22 secondes, moins d'un milliardième de milliardième de seconde. C'est difficile à croire, mais c'est assez long pour que les physiciens l’ étudient.

 

Les calculs des théoriciens indiquent que le tétraneutron devrait avoir une énergie d'environ 0,8 million d'électron-volts (une unité de mesure courante en physique des hautes énergies et nucléaire - la lumière visible a des énergies d'environ 2 à 3 électron-volts.) Les calculs ont également indiqué la largeur de le pic d'énergie tracé montrant un tétra neutron serait d'environ 1,4 million d'électron-volts. Les théoriciens ont publié des études ultérieures indiquant que l'énergie se situerait probablement entre 0,7 et 1,0 million d'électron-volts tandis que la largeur serait comprise entre 1,1 et 1,7 million d'électron-volts. Cette sensibilité est née de l'adoption de différents candidats disponibles pour l'interaction entre les neutrons.

Un article qui vient d'être publié dans la revue Nature rapporte que des expériences à la Radioactive Isotope Beam Factory de l'institut de recherche RIKEN à Wako, au Japon, ont révélé que l'énergie et la largeur des tétra neutrons étaient respectivement d'environ 2,4 et 1,8 millions d'électron-volts. Ceux-ci sont tous deux plus importants que les résultats théoriques, mais Vary a déclaré que les incertitudes dans les résultats théoriques et expérimentaux actuels pourraient couvrir ces différences.

 

"Un tétra neutron a une durée de vie si courte que c'est un choc assez important pour le monde de la physique nucléaire que ses propriétés puissent être mesurées avant qu'il ne se brise", a déclaré Vary. "C'est un système très exotique."

 

C'est, en fait, "un tout nouvel état de la matière", a-t-il déclaré. "C'est de courte durée, mais cela indique des possibilités. Que se passe-t-il si vous en associez deux ou trois ? Pourriez-vous obtenir plus de stabilité ?"

 

Des expériences visant à trouver un tétra neutron ont commencé en 2002 lorsque la structure a été proposée dans certaines réactions impliquant l'un des éléments, un métal appelé béryllium. Une équipe du RIKEN a trouvé des indices d'un tétra neutron dans des résultats expérimentaux publiés en 2016.

 

"Le tétra neutron rejoindra le neutron en tant que deuxième élément sans charge de la carte nucléaire", a écrit Vary dans un résumé du projet. Cela "fournit une nouvelle plate-forme précieuse pour les théories des interactions fortes entre les neutrons".

 

Meytal Duer de l'Institut de physique nucléaire de l'Université technique de Darmstadt est l'auteur correspondant de l'article Nature, intitulé "Observation d'un système corrélé à quatre neutrons libres" et annonçant la confirmation expérimentale d'un tétra neutron. Les résultats de l'expérience sont considérés comme un signal statistique cinq sigma, indiquant une découverte définitive avec une chance sur 3,5 millions que la découverte soit une anomalie statistique.

 

La prédiction théorique a été publiée le 28 octobre 2016 dans Physical Review Letters, intitulée "Prediction for a Four-Neutrons Resonance". Andrey Shirokov de l'Institut Skobeltsyn de physique nucléaire de l'Université d'État de Moscou en Russie, qui a été chercheur invité à l'État de l'Iowa, en est le premier auteur. Vary est l'un des auteurs correspondants.

 

« Pouvons-nous créer une petite étoile à neutrons sur Terre ? Vary a intitulé  ainsi un résumé du projet tétra neutron. Une étoile à neutrons est ce qui reste lorsqu'une étoile massive manque de carburant et s'effondre en une structure de neutrons super dense. Le tétra neutron est également une structure à neutrons, dit  Vary qui plaisante : ‘’Cest une "étoile à neutrons à vie courte et très légère".

 

La réaction personnelle de Vary ? "J'avais à peu près abandonné les expériences", a-t-il déclaré. "Je n'avais rien entendu à ce sujet pendant la pandémie. Cela a été un grand choc. Oh mon Dieu, nous y sommes, nous pouvons en fait avoir quelque chose de nouveau."

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Physicists demonstrate existence of new subatomic structure

More information: M. Duer et al, Observation of a correlated free four-neutron system, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04827-6

Journal information: Physical Review Letters  , Nature

Provided by Iowa State University

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MON COMMENTAIRE    /   Pour imaginer  la structure interne  d ‘une étoile à neutrons  il faut quitter  cette gamme d’ énergies  et /ou de résonances  ….    Et  si  la valeur des densités du milieu  augmente  c’est à un assemblage  d’ hexa neutrons  avec un groupe de symétrie

 O (h)  qu il faut penser  …  Mais à monter une telle manip sur  Terre il n’y faut pas penser !!!!