由数十个国家的科学家组成的联合团队发现了迄今“四中子态”（tetraneutron）奇异物质存在的最明确证据。相关论文2022年6月22日发表于《自然》。

   中子是不带电荷的亚原子粒子，由两个下夸克和一个上夸克组成。因其下夸克和上夸克之电荷互相抵消，因此中子不带电荷，且穿透性强，无法直接进行观察。中子在核转变中是非常重要的媒介物。核物理学领域长期存在一个研究问题，即不带电荷的核系统是否存在。虽然所有物质均含有中子，但只有中子星包含几乎完全由中子构成的物质，这些中子通过核力以极高的密度结合在一起。

   20年前，科学家意外发现了一种奇异物质“四中子态”的存在迹象，该物质可由4个中子组成。相关研究表明，铍和碳原子碰撞后可以形成“四中子态”。但当时整个实验存在很大的误差范围，也无法排除其它可能原因。有科学家提出质疑，这一奇异物质可能是由不同类型的粒子形成。但越来越多的研究证据表明了“四中子态”的存在。

   此次，国际联合团队找到了迄今“四中子态”存在的最明确证据。德国慕尼黑工业大学Roman Gernhauser等人利用不同的粒子碰撞，制造出比平常多出4个中子的氦原子，然后与质子碰撞。在碰撞后，只剩下4个中子，并且可以结合成一个“四中子态”。该实验旨在抑制可能干扰或被误认为是产生“四中子”的每一个反应，因此他们以无与伦比的精度测量了缺失的能量。通过追踪缺失的能量，他们推断出“四中子”形成的时间非常短暂，仅有10~22秒钟。据悉，这一发现将有助于物理学家对核力本质的理论进行微调。

   研究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。■

《科学新闻》 (科学新闻2023年2月刊 封面)