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Ein Viererpack aus Neutronen

Astronomie|Physik • BDW+

7. März 2023

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Roman Gernhäuser (links) und Thomas Faestermann von der Technischen Universität München am Tandem-Van-de-Graaf-Beschleuniger des Maier-Leibnitz-Laboratoriums auf dem Forschungscampus Garching. Darin wurden Lithium-Ionen mit über zehn Millionen Volt auf zwölf Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und auf andere Lithium-Atomkerne geschossen, um Tetraneutronen zu erzeugen.
©Uli Benz/TUMFlorian Dufter von der Technischen Universität München integriert einen Flüssigwasserstoff-Behälter (links) in die von ihm konstruierte Vakuumkammer eines Siliziumdetektors. Mit diesem gelang der Nachweis von kurzlebigen Tetraneutronen. Sie entstanden, als Helium-8-Kerne auf den Wasserstoff geschossen wurden.
©Roman Gernhäuser/TUMModell eines Tetraneutrons: Hier besetzen zwei Neutronen mit antiparallelem Spin das tiefste Orbital (0s1/2), die anderen beiden das nächsthöhere Orbital (0s3/2). Der Zustand ist extrem instabil und zerfällt rasch.
©Illustration: Sonja Battenberg/TUMAndrey Shirokov (links) von der Universität Moskau und James Vary von der Iowa State University in Ames haben mit ihrem Team 2014 die mögliche Existenz von Tetraneutronen vorausgesagt. Mithilfe eines Supercomputers am Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien berechneten die Theoretiker einen Resonanzzustand des Teilchens mit einer Massenenergie von rund einem Megaelektronenvolt sowie einer Lebensdauer von nur 3 · 10–22 Sekunden. Das ist vereinbar mit dem nun am RIKEN-Forschungsinstitut in Japan gelungenen Nachweis des Tetraneutrons bei 2,4 Megaelektronenvolt.
©Christopher Gannon/College of Liberal Arts and Sciences, Iowa State Univ.

Tetraneutronen sind ein kurzlebiger Zustand der Materie – für Kernphysiker jedoch sehr aufschlussreich.

von DIRK EIDEMÜLLER

Es ist eines der für uns bedeutendsten Partikel im Reich der Materie, aber schwer zu vermessen und als Einzelteilchen nicht einmal stabil: das Neutron. Nun ist einem internationalen Team

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