Физика гиперядер

(перенаправлено с «Σ‑гиперядро»)

Физика гиперядер — раздел физики на стыке ядерной физики и физики элементарных частиц, в котором предметом исследования выступают ядроподобные системы, содержащие кроме протонов и нейтронов другие элементарные частицы — гипероны. Также можно сказать, что предметом исследований физики гиперядер является взаимодействие низкоэнергетичных гиперонов и атомных ядер.

Методы исследований и техника проведения эксперимента унаследованы из ядерной физики и физики элементарных частиц.

История открытия

править

Лямбда‑гиперядра (гиперядра, содержащие Λ‑гиперон) открыты экспериментально в 1953 году M. Данышем (M. Danysz) и E. Пневским; в 1963 обнаружено двойное Λ‑гиперядро, содержащее два лямбда-гиперона. Сигма-гиперядра, содержащие Σ-гиперон, открыты в 1979 году[1].

Получение гиперядер

править

Гиперядра образуются при столкновениях частиц высоких энергий с ядрами. Обычно для этой цели используются отрицательные каоны, вызывающие реакции

 
 [2]

В 2023 году было сообщено о возможности наблюдения гиперядер (гипертритонов и антигипертритонов), рождающихся в pp-(протон-протонных)-взаимодействиях[1].

Свойства гиперядер

править

Распады гиперядер происходят обычно в результате сильных взаимодействий с временем жизни 10−23—10−21 секунды (при этом странность сохраняется, то есть в конечном состоянии присутствует гиперон или К-мезон). Однако существуют и более долгоживущие гиперядра, распадающиеся за счёт слабого взаимодействия, поскольку их сильный распад запрещён законами сохранения. Время жизни таких гиперядер порядка времени жизни свободных гиперонов (~10−10 с), странность не сохраняется.[2] Пример такого распада:

 

Λ‑гиперядра

править

Гиперводород

править

Гиперводород — химический элемент, имеющий атомное ядро, состоящее из четырёх нейтронов, протона и Λ-гиперона. Обозначается как  . Был предсказан в 1964 г. Обнаружен экспериментально в 2012 г.[3]

Гипертритон

править

Тритоном в физике называется ядро трития, то есть частица, состоящая из протона и двух нейтронов. Гипертритон вместо одного нейтрона содержит лямбда-гиперон — нестабильный нейтральный барион, масса которого больше массы нейтрона. Антигипертритон — это античастица гипертритона, состоящий из антипротона, антинейтрона и антигиперона. Впервые о создании антигипертритона было объявлено в марте 2010 года в эксперименте на коллайдере тяжёлых ионов RHIC.[4][5]

Σ-гиперядра

править

Σ-гиперядра представляют собой лишь коротко живущие резонансные состояния. Характерные времена жизни 10−2310−24 с.[6]

Антигиперядра

править

Кроме обычных гиперядер, возможно существование антигиперядер — связанных систем антинуклонов и антигиперонов.

Примечания

править
  1. 1 2 Рождение гиперядер во взаимодействиях протонов. ПНПИ. 30 августа 2023.
  2. 1 2 Широков, 1972, с. 347.
  3. Ерошенко Ю. Н.Новости физики в сети Internet (по материалам электронных препринтов) Архивная копия от 26 апреля 2015 на Wayback Machine // УФН, № 3, 2012
  4. "Физики получили самую тяжелую антиматерию". Лента.ру. 2010-03-05. Архивировано 8 марта 2010. Дата обращения: 6 марта 2010.
  5. The STAR Collaboration. Observation of an Antimatter Hypernucleus (англ.) // Science. — 2010. — Vol. 328, no. 5974. — P. 58-62. — ISSN 1095-9203. — doi:10.1126/science.1183980. Архивировано 11 марта 2010 года.
  6. Физика гиперядер (2). Дата обращения: 8 октября 2019. Архивировано 21 сентября 2019 года.

Ссылки

править

Литература

править