Нейтроны применяются для изучения свойств веществ в методе нейтронного рассеяния, когда пучок частиц фокусируют на образце и бомбардируют его, чтобы выявить внутреннюю структуру и динамику материала. Однако то, что нейтроны способны прилипать к образцам материалов, стало для ученых новостью. «Тот факт, что материалы могут улавливать [нейтроны], был никому не известен, — сказал профессор Ли Цзюй из MIT, руководитель научного проекта. — Мы были удивлены тем, что так бывает, и тем, что никто из экспертов, с которыми мы общались, об этом раньше не говорил».

Из всех четырех фундаментальных сил гравитационное и слабое взаимодействия влияют на вещество существенно меньше, чем электромагнитная сила. С которой нейтроны, как известно, не взаимодействуют ввиду отсутствия электрического заряда. Остается только сильное взаимодействие, которое работает на крайне малых дистанциях в одну квадриллионную метра. Эта сила удерживает ядра атомов.

Тем не менее, ученым удалось объединить тысячи ядер в нейтронную квантовую точку, которая смогла стабилизировать свои связанные состояния, волновые функции которых намного больше десятков нанометров. Как пишет MIT News, исследователи сравнивают эти связанные состояния в квантовой точке с «пудинговой моделью атома», предложенной Джозефом Томсоном в 1904 году.

«В классических квантовых точках электрон удерживается электромагнитным потенциалом, созданным макроскопическим числом атомов, так что его волновая функция достигает примерно 10 нм, что намного больше обычного радиуса атома, — сказала Паола Каппелларо, одна из исследователей. — Аналогичным образом, в этих нуклонных квантовых точках отдельный нейтрон можно поймать в нанокристалл размером, намного превосходящим зону действия силы ядра, и он проявит схожие по количеству энергии».

Поскольку этот скачок энергии придает квантовым точкам их цвет, нейтронные квантовые точки можно использовать для хранения квантовой информации. Кроме того, такие «искусственные молекулы» могут служить моделью для исследования интересных проблем квантовой механики. Или подскажет ученым способ точного управления нейтронным состоянием.

Физики давно пытаются понять, как долго нейтрон может существовать вне атомного ядра. Дать ответ на этот вопрос пытались теоретики из США. Они разработали сложный эксперимент по обнаружению частицы, которую еще никто не наблюдал.