Μυστήριο 7: ανεξήγητα τετρανετρόνια

Όσο κι αν παλεύουμε να καταλάβουμε τον κόσμο, υπάρχουν ακόμα μυστήρια που δεν μπορούμε να λύσουμε. Στο αφιέρωμα αυτό θα παρουσιαστούν 26 από τα πιο δύσκολα τέτοια μυστήρια της επιστήμης.

Πριν από μερικά χρόνια, ένας επιταχυντής σωματιδίων στη Γαλλία ανίχνευσε έξι σωματίδια που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν. Ονομαστήκανε 'τετρανετρόνια': αποτελούνταν από τέσσερα νετρόνια ενωμένα μεταξύ τους με έναν τρόπο που αψηφά τους φυσικούς νόμους. Ο Francisco Miguel Marques και οι συνεργάτες του στον επιταχυντή Ganil στην πόλη Caen προσπαθούν να επαναλάβουν τη διαδικασία. Στην περίπτωση που θα πετύχουν, αυτά τα συμπλέγματα μπορεί να μας υποχρεώσουν να επαναθεωρήσουμε τις δυνάμεις που κρατούν ενωμένους τους ατομικούς πυρήνες.

Η ομάδα πυροδότησε πυρήνες Βηρυλλίου σε έναν μικρό στόχο από άνθρακα και ανέλυσε τα θραύσματα που προσέκρουσαν στους περιβάλλοντες ανιχνευτές σωματιδίων. Περίμεναν να βρουν στοιχεία για τέσσερα ξεχωριστά νετρόνια που θα είχαν χτυπήσει τους ανιχνευτές. Αντί γι' αυτό, η ομάδα του Ganil βρήκε μόνο μια λάμψη φωτός στον ένα ανιχνευτή. Και η ενέργεια αυτής της λάμψης υποδήλωνε πως είχανε προσκρούσει τέσσερα νετρόνια ταυτόχρονα στον ανιχνευτή. Βέβαια, τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να οφείλονται σε ατύχημα: τέσσερα νετρόνια θα μπορούσαν να είχαν φτάσει ταυτόχρονα στον ίδιο τόπο και χρόνο λόγω σύμπτωσης. Αλλά αυτό είναι εξαιρετικά απίθανο.

Όχι τόσο απίθανο όσο η ύπαρξη των τετρανετρονίων, θα μπορούσε κανείς να απαντήσει, διότι στο καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής τα τετρανετρόνια είναι απλώς αδύνατο να υπάρχουν. Σύμφωνα με την αρχή της απαγόρευσης του Pauli, δεν μπορούνε ούτε καν δύο πρωτόνια ή νετρόνια στο ίδιο σύστημα να έχουν πανομοιότυπες κβαντικές ιδιότητες. Στην πραγματικότητα, η ισχυρή πυρηνική δύναμη που θα τα κρατούσε μαζί είναι ρυθμισμένη με τέτοιον τρόπο που δεν μπορεί να κρατήσει ούτε καν δύο μοναχικά νετρόνια ενωμένα, πόσο μάλλον τέσσερα. Ο Marques και η ομάδα του ξαφνιάστηκαν τόσο από τα αποτελέσματα αυτά που έθαψαν τα δεδομένα σε μια ερευνητική εργασία που υποτίθεται ότι αναφερόταν στην πιθανότητα εύρεσης τετρανετρονίων στο μέλλον.

Και υπάρχουν και άλλοι ακόμα πιο πειστικοί λόγοι για να αμφιβάλλει κανείς για την ύπαρξη των τετρανετρονίων. Εάν τεντώσει κανείς τους νόμους της φυσικής για να επιτρέψει την ένωση τεσσάρων νετρονίων, ακολουθεί χάος. Αυτό θα σήμαινε πως το μείγμα των στοιχείων που σχηματίστηκαν μετά τη μεγάλη έκρηξη θα ήταν ανακόλουθο με αυτό που παρατηρούμε σήμερα και ακόμα χειρότερα, τα σχηματισμένα στοιχεία θα γινόντουσαν σύντομα πολύ πιο βαριά για να μπορέσει να υπάρξει ο κόσμος. Ίσως το σύμπαν να κατέρρεε πριν αποκτήσει κάποια πιθανότητα να επεκταθεί, λέει η Natalia Timofeyuk, που είναι θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο του Surrey στο Guildford της Αγγλίας.

Υπάρχουν ωστόσο δύο κενά σ' αυτή την αιτιολόγηση. Εδραιωμένες θεωρίες επιτρέπουν την ύπαρξη των τετρανετρονίων, ωστόσο μόνο ως ενός εξαιρετικά βραχύβιου σωματιδίου. Αυτό θα μπορούσε να είναι η αιτία που τέσσερα νετρόνια χτύπησαν τους ανιχνευτές του Ganil ταυτόχρονα, δηλώνει η Timofeyuk. Και υπάρχουν κάποια άλλα στοιχεία που υποστηρίζουν την άποψη ότι υπάρχει ύλη που είναι σχηματισμένη από πολλαπλά νετρόνια: οι αστέρες νετρονίων. Αυτά τα σώματα, που περιέχουν έναν τεράστιο αριθμό από ενωμένα νετρόνια, υποδηλώνουν πως όταν συνωστίζονται νετρόνια εμφανίζονται ανεξήγητες μέχρι στιγμής δυνάμεις.