Neutronium

Neutronium (lyhennettynä Neutrium) on oletettavasti neutronitähdistä löytyvä aineen olomuoto. Sanan keksi Andreas von Antropoff 1926^[1]. Alun perin sanalla viitattiin hypoteettiseen alkuaineeseen, jonka järjestysluku on nolla ja joka sijoitettiin alkuaineiden jaksollisen järjestelmän yläpuolelle. Neutronitähtien löytyessä sanalla on alettu viitata neutronitähdistä löytyvään aineeseen. Oletetaan myös, että neutronit muodostaisivat pelkästään neutronista muodostuvia ytimiä; esimerkiksi tetraneutroni on neljän neutronin^[2] muodostama atomiydin. Tetraneutronien olemassaoloa ei ole pystytty todistamaan kokeellisesti, ja niistä tehdyt tutkimukset olivat virheellisiä.^[3][4]

Yksittäiset neutronit hajoavat maan päällä noin 15 minuutissa. Neutronitähdissä yksittäiset neutronit ja niiden mahdollisesti muodostamat ytimet ovat stabiileja sen takia, että neutronitähden vetovoima pitää ne samaan tapaan yhdessä kuin atomiytimessä olevat neutronit pysyvät stabiileina vahvan vuorovaikutuksen ansiosta. Koko neutronitähti muodostaa ikään kuin yhden valtaisan atomiytimen, jossa ne pysyvät vakaina.

Alustavaa todistusaineistoa on löytynyt dineutroneista vuonna 2012 tehdyissä tutkimuksissa.^[5][6] On kuitenkin tärkeää erottaa dineutroni- ja tetraneutronitutkimusten kaksi selkeintä piirrettä. Tetraneutronihypoteesissa oletettiin, että olisi olemassa maan päällä stabiileja neutroniytimiä. Sen sijaan dineutronioletuksessa ne pysyvät yhdessä vain lyhyen aikaa.

Vaikka neutronitähdet ovat todistettuja objekteja tähtitieteessä, niin neutroniumin todistaminen on hankala tehtävä. Neutronitähden suurta tiheyttä ja valtavaa vetovoimaa vastaavia olosuhteita on hankala luoda maanpäällisissä laboratorioissa, kuten hiukkaskiihdyttimissä.

1. ↑ von Antropoff, Andreas: Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen. Zeitschrift für Angewandte Chemie, 1926, 39. vsk, nro 23, s. 722–725. doi:10.1002/ange.19260392303 pdf. Viitattu 19.10.2015. (saksaksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
2. ↑ Marqués, Francisco-Miguel: Detection of neutron clusters. Physical Review C, 2002, 65. vsk, nro 4, s. 044006. doi:10.1103/PhysRevC.65.044006 Bibcode:2002PhRvC..65d4006M arXiv. (englanniksi)
3. ↑ Sherrill, B. M. & Bertulani, C. A: Proton-tetraneutron elastic scattering. Physical Review C, 2004, 69. vsk, nro 2, s. 027601. doi:10.1103/PhysRevC.69.027601 Bibcode:2004PhRvC..69b7601S arXiv. (englanniksi)
4. ↑ Aleksandrov, D. V. ja muut: Search for Resonances in the Three- and Four-Neutron Systems in the ⁷Li (⁷Li, ¹¹C) 3n and ⁷Li (⁷Li, ¹⁰C) 4n Reactions. JETP Letters, 2005, 81. vsk, nro 2, s. 43–46. doi:10.1134/1.1887912 Bibcode:2005JETPL..81...43A (englanniksi)
5. ↑ Schirber, M.: Nuclei Emit Paired-up Neutrons. Physics, 2012, 5. vsk, nro 5, s. 30. doi:10.1103/Physics.5.30 Bibcode:2012PhyOJ...5...30S Artikkeli. (englanniksi)
6. ↑ Spyrou, A., Kohley, Z., Baumann, T., Bazin, D., Brown, B. A., Christian, G. DeYoung, P. A., Finck, J. E., Frank, N., Lunderberg, E., Mosby, S., Peters, W. A., Schiller, A., Smith, J. K., Snyder, J., Strongman, M. J., Thoennessen, M., Volya, A.: First Observation of Ground State Dineutron Decay: ¹⁶Be. Physical Review Letters, 2012, 108. vsk, nro 10, s. 102501. doi:10.1103/PhysRevLett.108.102501 Bibcode:2012PhRvL.108j2501S (englanniksi)