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

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 .

Получение гиперядер

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

${\displaystyle \mathrm {K} ^{-}+p\rightarrow \Lambda +\pi ^{0},}$

${\displaystyle \mathrm {K} ^{-}+n\rightarrow \Lambda +\pi ^{-}.}$

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

Свойства гиперядер

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. Пример такого распада:

${\displaystyle \mathrm {{^{4}}{_{\Lambda }}H\rightarrow {^{4}}He+\pi ^{-}} .}$

Λ‑гиперядра

Гиперводород

Гиперводород — химический элемент, имеющий атомное ядро, состоящее из четырёх нейтронов , протона и Λ-гиперона . Обозначается как ${\displaystyle \mathrm {{^{6}}{_{\Lambda }}H} }$ . Был предсказан в 1964 г. Обнаружен экспериментально в 2012 г.

Гипертритон

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 .

Σ-гиперядра

Σ-гиперядра представляют собой лишь коротко живущие резонансные состояния. Характерные времена жизни 10 ⁻²³ — 10 ⁻²⁴ с.

Антигиперядра

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

Примечания

Ссылки

• Ланской Д. Е. . — М. : УНЦ ДО, 2002. — 22 с. — ISBN 5-88800-181-3 .
• Аверьянов А. В. и др. // ЯФ. — 2008. — Т. 71 , № 12 . — С. 2137-2145 . — ISSN .
• Люлька В. А. , Филимонов В. А. , Иваненко Д. Д. // Успехи физических наук. — 1959. — Т. 68 , вып. 4 . — С. 663—685 .
• Ишханов Б. С. , Кэбин Э. И. Антиматерия. Кварк-глюонная плазма // . — Университетская книга МГУ, 2012. — 352 с. — ISBN 978-5-91304-273-6 .

Литература

• Широков Ю. М. , Юдин Н. П. Ядерная физика. — М. : Наука, 1972. — 670 с.