观测到理论预言的四中子状态

自然状态下，中子通常与质子结合为原子核，或以极为致密的排列构成中子星。但单个中子却极不稳定，平均在十几分钟后就会衰变为一个质子、一个电子和一个反中微子，而双中子和三中子体系更不稳定，因而科学家推测四中子体系也不会存在。在2016年《物理评论快报》的一篇文章中，科学家首次提出理论预测，四中子体系会以不稳定量子态或共振态的形式短暂存在。有科学家用超级计算机，计算出四中子形成的共振态，其寿命仅为3×10e-22秒，能量约在0.7万至100万电子伏特之间，而能级宽度在1.1万至170万电子伏特间之间。

近日，一篇发表在《自然》的文章宣布在实验中观测到四中子体系。实验发现，四中子态的能量和能级宽度分别约为2.4万和180万电子伏特，均大于理论预测结果，研究者认为差异可能源于理论和实验结果的不确定性。新发现的不带电荷四中子态是一种全新物质状态，它寿命极短，却为不稳定的两中子、三中子体系的特征研究提供了可能，更为中子间强相互作用的理论提供了重要参考。四中子体系这种中子结构，虽与中子星致密的结构不同，但也可以看做是一颗非常短命且轻的“中子星”，因此这项发现也有助于我们理解中子星的形成以及结构特性等。