Kann Neutronium (wie im exotischen -Onium-Atom bestehend aus nn¯nn¯n\bar n und nicht der entarteten Materie) existieren?

Zunächst einmal möchte ich sagen, ja, ich weiß, was neutronenentartete Materie, auch bekannt als Neutronium, ist und wie wahrscheinlich es ist, dass das, was sich im Inneren von Neutronen befindet, beginnt, darum geht es hier nicht. Ich beziehe mich auf ein -Onium- Atom, das aus einem Neutron und einem Antineutron oder Neutr-Onium besteht.

Wir haben Positronium ( e + e ) und Pionium ( π + π ), die beide exotische Atome sind, die aus einem Teilchen und seinem Antiteilchen bestehen und das wahre Myonium vorhergesagt haben ( μ + μ ) und Protonium ( P P ¯ ). Aber was ist mit N N ¯ oder unter Verwendung der IUPAC-Nomenklatur Neutronium (oder vielleicht echtes Neutronium, wenn man bedenkt, wie die Namespace-Kollision zwischen Myonium und echtem Myonium behandelt wurde). Ist es ein möglicher gebundener Zustand? Anfänglich scheint es nein zu sein, da Sie eine gewisse Kraft benötigen, um sie zu binden, und sowohl das Neutron als auch das Antineutron neutral sind. Wenn Sie also nicht bereit sind, eine unglaublich langsame binäre Umlaufbahn zu akzeptieren, die durch die Schwerkraft als Überflusszustand vermittelt wird, scheint die Antwort nein zu sein. Aber Neutronen sind keine wirklich neutralen Teilchen, sondern zusammengesetzte Teilchen, was uns einige Optionen gibt. Also durch Kräfte gehen

  1. Die Schwerkraft, bereits erwähnt und in dieser Größenordnung wahrscheinlich vernachlässigbar,

  2. Elektromagnetismus

    2a. Magnetfelder. Neutronen haben ein magnetisches Moment, was bedeutet, dass sowohl der Neutronen- als auch der Antineutronenspin auf die gleiche Weise entgegengesetzte Dipolmomente erzeugen sollten, die eine Anziehungskraft erzeugen sollten, da jeder Pol einen gegenüberliegenden Pol sieht, dessen Anziehungskraft nur größtenteils durch den etwas weiter entfernten gleichen Pol aufgehoben wird.

    2b. Elektrische Felder. Nicht sicher, vielleicht gibt es eine Polarisation des nahen Vakuums und der Positionen der drei Quarks in jedem Neutron, aber ich bin mir nicht ganz sicher.

  3. Schwache Kraft. Yukawa-Wechselwirkungen, an denen W- und Z-Bosonen beteiligt sind, könnten eine gewisse Kraft erzeugen, aber wenn der Abstand zwischen den beiden nicht sehr gering ist, ist er wahrscheinlich vernachlässigbar.

  4. Starke Kraft. Der Große und der, von dem ich nicht viel Ahnung habe. Es wird bereits erwartet, dass Protonium hauptsächlich durch die starke Kraft wechselwirkt, sodass es sinnvoll ist anzunehmen, dass dies auch für Neutronium der Fall ist. Es sollte sich nicht einmal so sehr von der normalen Neutron-Neutron-Wechselwirkung unterscheiden, außer dass, wenn ein Neutron ein geladenes Trägermeson sendet, das andere Neutron stattdessen seine konjugierte Ladung erhalten würde, weil das andere Neutron eigentlich ein Antineutron ist.

All dies führt mich zu der Annahme, dass Neutronium ( N N ¯ ) könnte möglich sein, aber keine Ahnung, ob es tatsächlich so ist, weshalb ich diese Frage stelle. Ist also Neutronium möglich, und wenn ja, können wir seine Eigenschaften auch nur annähernd vorhersagen? Darüber hinaus würde ich mich über Links zu Artikeln freuen, die sich richtig auf Neutronium konzentrieren. Meine eigene Forschung hat nur festgestellt, dass es als etwas erwähnt wird, das möglicherweise Zustände mit Protonium mischen könnte, bestenfalls immer eine Randnotiz, aber ich habe möglicherweise etwas verpasst.

Gute Frage. Obwohl das Deuteron stabil ist, ist es nicht stark gebunden, und der mittlere Abstand zwischen Proton und Neutron ist relativ groß. Aber ich weiß nicht, wie sich das auf eine Neutronen-Antineutronen-Bindung übertragen lässt. Übrigens hat antiprotonisches Helium eine mittlere Lebensdauer von einigen zehn Mikrosekunden, was im Vergleich zu Positronium relativ lang ist.

Antworten (1)

Aus Wikipedia :

Protonium (Symbol: Pn), auch bekannt als antiprotonischer Wasserstoff

...

Protonium hat eine mittlere Lebensdauer von etwa 1,0 μs

...

Im Gegensatz zum Wasserstoffatom , bei dem die dominierenden Wechselwirkungen auf der Coulomb-Anziehung des Elektrons und des Protons beruhen, interagieren die Bestandteile des Protoniums hauptsächlich durch die starke Wechselwirkung. Daher können Wechselwirkungen zwischen mehreren Teilchen, an denen Mesonen in Zwischenzuständen beteiligt sind, wichtig sein. Daher wäre die Herstellung und Untersuchung von Protonium auch für das Verständnis der Kräfte zwischen Nukleonen interessant.

Zunächst einmal ist das Wasserstoffatom die am besten untersuchte quantenmechanische Lösung des Coulomb-Potentials, also der elektromagnetischen Wechselwirkung. Das Ersetzen eines schwereren negativ geladenen Teilchens im Potential ergibt Lösungen für die Orbitale, die aufgrund der überschüssigen Masse einen kleinen Radius haben. Beim Myonium sind die Orbitale noch weit vom Proton entfernt. Beim Protonium überlappen dessen Orbitale mit den Orbitalen des Protons, daher „überwiegend durch die starke Wechselwirkung“.

Jetzt sollte ein gebundener Zustand von Neutronen-Antineutronen nicht mit einer "Onium" -Endung bezeichnet werden, da es keine wasserstoffartige Lösung für die Orbitale gibt, da es kein 1 / r-Coulomb-Potential gibt. Die elektromagnetischen Effekte, die Sie diskutieren, sind bereits sehr schwach, da es sich um Effekte zweiter Ordnung handelt, und die Kopplungskonstante von 1/137 würde jeden Effekt zu einer Feinstruktur der Struktur machen, die die starke Wechselwirkung Antineutron-Neutron auferlegen wird.

Ich habe dieses Papier gefunden ( Link zur Arxiv-Version ), in dem die Antineutron-Neutron-Streuung diskutiert wird und das Sie interessieren könnte. Wenn ein gutes Experiment mit Antineutronen an Protonen bei niedriger Energie entworfen werden könnte, würde Ihr "Neutronium" als Resonanz bei einer sehr niedrigen Energie im Streuquerschnitt erscheinen.

Wenn es kein -onium ist, wie würde es dann heißen? Oder ist der Begriff hier noch gar nicht erfunden?
Ich denke, wenn es experimentell gesehen wird, wird es einen angemessenen Namen in der Familie der hadronischen Resonanzen erhalten