Az ATOMKI szakértőinek közreműködésével egy nemzetközi kutatócsoport kimutatta a négy neutronból álló, proton nélküli atommag létezését - írja az MTI az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) közleményére hivatkozva. A Nature folyóiratban publikált tanulmány segít jobban megérteni az atommagokat összetartó erős kölcsönhatást, valamint a neutroncsillagokban működő erőket.
A debreceni ELKH Atommagkutató Intézet (ATOMKI) munkatársainak részvételével végzett kísérletek során a szakértők úgynevezett hiányzótömeg-spektroszkópia alkalmazásával kimutatták, hogy létezik négy neutronból álló, pozitív töltésű proton nélküli "atommag", vagyis tetraneutron. Ez azt jelenti, hogy nemcsak a gravitációs, hanem az atommagot alkotó protonok és neutronok között fellépő erős kölcsönhatás is képes összetartani tiszta neutronanyagot.
Az anyagi világ egykor legkisebbnek gondolt építőkövei az atomok, amelyekről a 20. század folyamán kiderült, hogy tovább oszthatók: a pozitív töltésű protonokból és semleges neutronokból álló atommagot a negatív töltésű elektronok felhője veszi körül. Az atommagfizika egyik régóta megválaszolatlan kérdése a töltés nélküli magfizikai rendszerek keletkezésére vonatkozik, vagyis hogy létezhet-e atommag pozitív töltésű proton nélkül.
Tisztán neutronokból álló rendszerek mai tudásunk szerint csak neutroncsillagokban keletkezhetnek, ahol a neutronok sokaságát a gravitáció tartja össze, illetve préseli nagy sűrűségű anyaggá. Egyes számítások alapján létezhet tetraneutron, azaz mindössze négy neutronból álló rendszer, azonban számos elméleti fizikus az ilyen struktúra létezésének lehetőségét elvetette. A kísérletek célja ennek az ellentmondásnak a feloldása volt.
Az ATOMKI munkatársainak részvételével zajló vizsgálatok eredményei alapján kimutatták, hogy ha csak nagyon rövid ideig is, de létezik a tetraneutron.
A kísérleteket a feladat nagysága miatt két nagy kollaboráció összefogásával, a japán RIKEN kutatóintézetben végezték. Az ATOMKI kutatói a mérőberendezések, elsősorban a neutrondetektor összeállításában és működtetésében vettek részt, mindkét együttműködés tagjaként.
A tetraneutron létezésének kimutatása és életidejének pontos meghatározása kulcsfontosságú az atommagot alkotó protonok és neutronok között fellépő, azokat összetartó erős kölcsönhatás tulajdonságainak jobb megértéséhez, és további ismereteket nyújt a neutroncsillagokban működő erőkről. A válaszok pontosítása céljából a kutatók további kísérleteket és méréseket terveznek.
