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중성자 물질

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중성자 물질(Neutronium,[1] neutrite,[2] element zero)은 순수하게 중성자로만 구성된 가상의 물질이다. 이 단어는 1926년 과학자 안드레아스 폰 안트로포프가 (1932년 중성자의 발견 이전에) 그가 주기율표의 맨 위에 놓았던 (—로 표기된) 가상의 "원자 번호 0의 원소"(핵에 양성자가 없는)를 위해 만들었다.[3][4] 그러나 이 용어의 의미는 시간이 지나면서 변했고 20세기 후반부터는 중성자별의 핵에 존재할 것으로 이론화된 중성자 축퇴 물질과 유사한 극도로 밀도 높은 물질을 지칭하는 데에도 사용되었다.

중성자별에서

파일:Icons8 flat search.svg 이 부분의 본문은 중성자별입니다.
파일:Neutron star cross section.svg
중성자별의 단면도. 여기서 핵은 중성자 또는 중성자 축퇴 물질 및 쿼크 물질을 포함한다.

중성자 물질은 대중적인 물리 문헌에서[1][2] 중성자별(별은 전자 축퇴압에 의해 지지되기에는 너무 무거워서 더 밀도 높은 물질상으로 붕괴한다)의 핵에 존재하는 물질을 지칭하는 데 사용된다. 과학 문헌에서는 이 물질을 지칭하는 데 "중성자 축퇴 물질"[5] 또는 단순히 중성자 물질이라는 용어를 사용한다.[6]

가상의 다중 중성자

"중성자 물질"이라는 용어는 1926년 안드레아스 폰 안트로포프가 양성자나 전자가 없는 중성자로 이루어진 가상의 물질 형태를 위해 만들었으며, 그는 이를 자신의 새로운 주기율표 버전에서 원자 번호 0의 화학 원소로 분류했다.[3] 이는 이후 샤를 자네 (1928), 에드거 에머슨 (1944),[7][8] 존 D. 클라크 (1950)와 같은 화학 원소 분류를 위한 주기율표의 여러 나선형 표현 중앙에 배치되었다.

이 용어는 과학 문헌에서 응축된 물질 형태나 원소로 사용되지 않으며, 이론적 분석에 따르면 양성자 없는 중성자만 결합된 형태는 존재하지 않을 것으로 예상된다.[9]

여러 중성자와의 산란 공명

두 개의 중성자를 포함하는 다이뉴트론은 안정적인 결합 입자가 아니라, 베릴륨-16의 붕괴에서 핵 반응에 의해 생성되는 극도로 짧은 수명의 공명 상태이다. 2012년에 보고된 공명에 대한 증거는[10][11] 논란이 있었지만,[12] 새로운 연구는 이러한 문제를 해결했다고 보고된다.[13]

다이뉴트론 가설은 외래 핵 구조의 이론적 연구에 사용되었다. 예를 들어 11Li는 9Li 핵에 결합된 다이뉴트론으로 모델링된다.[14][15] 두 개의 중성자로만 이루어진 시스템은 결합되어 있지 않지만, 그들 사이의 인력은 거의 충분하여 결합될 수 있다.[16] 이는 핵합성과 화학 원소의 풍부함에 일부 영향을 미친다.[14][17]

세 개의 중성자로 구성된 트라이뉴트론 상태는 감지되지 않았으며, 결합될 것으로 예상되지 않는다.[18]

중성자-4는 네 개의 결합된 중성자로 구성된 가상의 입자이다. 그 존재에 대한 보고는 재현되지 않았다.[19][20]

계산에 따르면 다섯 개의 중성자 묶음으로 구성된 가상의 펜타뉴트론 상태는 결합되지 않을 것으로 예상된다.[21]

같이 보기

각주

  1. ↑ 가 나 Inglis-Arkell, Esther (2012년 4월 14일). “Neutrium: The Most Neutral Hypothetical State of Matter Ever”. 《io9.com》. 2014년 11월 12일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2013년 2월 11일에 확인함. 
  2. ↑ 가 나 Zhuravleva, Valentina (2005). 《Ballad of the Stars: Stories of Science Fiction, Ultraimagination, and TRIZ》. Technical Innovation Center, Inc. 75쪽. ISBN 978-0-9640740-6-4. 2022년 4월 12일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 4월 25일에 확인함. 
  3. ↑ 가 나 von Antropoff, A. (1926). 《Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen》. 《Zeitschrift für Angewandte Chemie》 39. 722–725쪽. Bibcode:1926AngCh..39..722V. doi:10.1002/ange.19260392303. 
  4. ↑ Stewart, P. J. (2007). 《A century on from Dmitrii Mendeleev: Tables and spirals, noble gases and Nobel prizes》. 《Foundations of Chemistry》 9. 235–245쪽. doi:10.1007/s10698-007-9038-x. S2CID 97131841. 
  5. ↑ Angelo, J. A. (2006). 《Encyclopedia of Space and Astronomy》. Infobase Publishing. 178쪽. ISBN 978-0-8160-5330-8. 2019년 12월 15일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2016년 10월 28일에 확인함. 
  6. ↑ Gandolfi, Stefano; Gezerlis, Alexandros; Carlson, J. (2015년 10월 19일). 《Neutron Matter from Low to High Density》 (영어). 《Annual Review of Nuclear and Particle Science》 65. 303–328쪽. arXiv:1501.05675. Bibcode:2015ARNPS..65..303G. doi:10.1146/annurev-nucl-102014-021957. ISSN 0163-8998. 
  7. ↑ Emerson, Edgar I. (1944). 《A new spiral form of the periodic table》. 《Journal of Chemical Education》 21. 111쪽. Bibcode:1944JChEd..21..111E. doi:10.1021/ed021p111. 
  8. ↑ Emerson, Edgar I. (1944). 《A chart based on atomic numbers showing the electronic structure of the elements》. 《Journal of Chemical Education》 21. 254쪽. Bibcode:1944JChEd..21..254E. doi:10.1021/ed021p254. 
  9. ↑ Timofeyuk, N. K. (2003). 《Do multineutrons exist?》. 《Journal of Physics G》 29. L9쪽. arXiv:nucl-th/0301020. Bibcode:2003JPhG...29L...9T. doi:10.1088/0954-3899/29/2/102. S2CID 2847145. 
  10. ↑ Schirber, M. (2012). 《Nuclei Emit Paired-up Neutrons》. 《Physics》 5. 30쪽. Bibcode:2012PhyOJ...5...30S. doi:10.1103/Physics.5.30. 
  11. ↑ Spyrou, A.; Kohley, Z.; Baumann, T.; Bazin, D. 외 (2012). 《First Observation of Ground State Dineutron Decay: 16Be》. 《피지컬 리뷰 레터》 108. 102501쪽. Bibcode:2012PhRvL.108j2501S. doi:10.1103/PhysRevLett.108.102501. PMID 22463404. 
  12. ↑ Marqués, F. M., Orr, N. A., Achouri, N. L., Delaunay, F., & Gibelin, J. (2012). Comment on “First Observation of Ground State Dineutron Decay: Be 16”. Physical Review Letters, 109(23), 239201.
  13. ↑ Monteagudo, B.; Marqués, F. M.; Gibelin, J.; Orr, N. A.; Corsi, A.; Kubota, Y.; Casal, J.; Gómez-Camacho; Authelet, G.; Baba, H.; Caesar, C.; Calvet, D.; Delbart, A.; Dozono, M.; Feng, J. (2024년 2월 23일). 《Mass, Spectroscopy, and Two-Neutron Decay of $^{16}\mathrm{Be}$》 (PDF). 《Physical Review Letters》 132. 082501쪽. doi:10.1103/PhysRevLett.132.082501. 
  14. ↑ 가 나 Bertulani, C. A.; Canto, L. F.; Hussein, M. S. (1993). 《The Structure And Reactions Of Neutron-Rich Nuclei》 (PDF). 《피직스 리포트》 226. 281–376쪽. Bibcode:1993PhR...226..281B. doi:10.1016/0370-1573(93)90128-Z. 2011년 9월 28일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 
  15. ↑ Hagino, K.; Sagawa, H.; Nakamura, T.; Shimoura, S. (2009). 《Two-particle correlations in continuum dipole transitions in Borromean nuclei》. 《Physical Review C》 80. 1301쪽. arXiv:0904.4775. Bibcode:2009PhRvC..80c1301H. doi:10.1103/PhysRevC.80.031301. S2CID 119293335. 
  16. ↑ MacDonald, J.; Mullan, D. J. (2009). 《Big Bang Nucleosynthesis: The Strong Nuclear Force meets the Weak Anthropic Principle》. 《Physical Review D》 80. 3507쪽. arXiv:0904.1807. Bibcode:2009PhRvD..80d3507M. doi:10.1103/PhysRevD.80.043507. S2CID 119203730. 
  17. ↑ Kneller, J. P.; McLaughlin, G. C. (2004). 《The Effect of Bound Dineutrons upon BBN》. 《Physical Review D》 70. 3512쪽. arXiv:astro-ph/0312388. Bibcode:2004PhRvD..70d3512K. doi:10.1103/PhysRevD.70.043512. S2CID 119060865. 
  18. ↑ Li, J. G.; Michel, N.; Hu, B. S.; Zuo, W.; Xu, F. R. (2019). 《Ab initio no-core Gamow shell-model calculations of multineutron systems》. 《Physical Review C》 100. 054313쪽. arXiv:1911.06485. Bibcode:2019PhRvC..100e4313L. doi:10.1103/PhysRevC.100.054313. 
  19. ↑ Bertulani, C. A.; Zelevinsky, V. (2003). 《Is the tetraneutron a bound dineutron-dineutron molecule?》. 《Journal of Physics G》 29. 2431–2437쪽. arXiv:nucl-th/0212060. Bibcode:2003JPhG...29.2431B. doi:10.1088/0954-3899/29/10/309. S2CID 55535943. 
  20. ↑ "Tetra-Neutron Experiment: Understanding of Nuclear Forces Might Have To Be Significantly Changed". 보관됨 2021-12-13 - 웨이백 머신. SciTechDaily, December 12, 2021. Technical University of Munich (TUM)
  21. ↑ Bevelacqua, J. J. (1981). 《Particle stability of the pentaneutron》. 《Physics Letters B》 102. 79–80쪽. Bibcode:1981PhLB..102...79B. doi:10.1016/0370-2693(81)91033-9. 

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