觀測到理論預言的四中子狀態

自然狀態下，中子通常與質子結合為原子核，或以極為致密的排列構成中子星。但單個中子卻極不穩定，平均在十幾分鐘后就會衰變為一個質子、一個電子和一個反中微子，而雙中子和三中子體系更不穩定，因而科學家推測四中子體系也不會存在。在2016年《物理評論快報》的一篇文章中，科學家首次提出理論預測，四中子體系會以不穩定量子態或共振態的形式短暫存在。有科學家用超級計算機，計算出四中子形成的共振態，其壽命僅為3×10e-22秒，能量約在0.7萬至100萬電子伏特之間，而能級寬度在1.1萬至170萬電子伏特間之間。

近日，一篇發表在《自然》的文章宣布在實驗中觀測到四中子體系。實驗發現，四中子態的能量和能級寬度分別約為2.4萬和180萬電子伏特，均大于理論預測結果，研究者認為差異可能源于理論和實驗結果的不確定性。新發現的不帶電荷四中子態是一種全新物質狀態，它壽命極短，卻為不穩定的兩中子、三中子體系的特征研究提供了可能，更為中子間強相互作用的理論提供了重要參考。四中子體系這種中子結構，雖與中子星致密的結構不同，但也可以看做是一顆非常短命且輕的“中子星”，因此這項發現也有助于我們理解中子星的形成以及結構特性等。