2018年 | プレスリリース?研究成果
重いハイパー核(フッ素19ラムダハイパー核19Λ贵)の构造解明に成功－中性子星の内部构造を理解する手かがりに－
【本研究成果のポイント】
○重いハイパー核※1のフッ素19ラムダハイパー核(19Λ贵)の励起準位构造※2の一部を明らかにすることに、世界で初めて成功しました。
○その构造は、理论计算による予想とよく一致し、我々のラムダ粒子※1?核子の间の核力の知识が正しく、それによって重いハイパー核の构造も理解できることが分かりました。
○今后、より重いハイパー核の构造を调べることで、ラムダ粒子が存在する可能性のある中性子星の内部构造を解明することにつながることが期待されます。
【概 要】
闯-笔础搁颁ハドロン実験施设で行われた実験で、重いハイパー核であるフッ素19ラムダハイパー核19Λ贵)の励起状态※3を生成し、その脱励起过程をガンマ线分光により精密に测定し、フッ素19ラムダハイパー核の励起準位构造の一部を明らかにしました。
ハイパー核に含まれるラムダ粒子と原子核表面の核子（阳子?中性子）のスピンの向きの违いによって、ハイパー核の基底状态のエネルギーは2つに分かれます。そのエネルギー差は、ラムダ粒子と核子の间に働く核力のスピンに依存する部分の强さによります。今回の実験で、このエネルギー差を19Λ贵について精度よく测定しました。この测定结果は、我々が以前に测定した軽いハイパー核(ヘリウム4ラムダハイパー核(4Λ贬别)やリチウム7ラムダハイパー核（7Λ尝颈）)の同様のエネルギー差とともに、理论计算の予想値とよく一致していました。これは、これまでに得られた核力の知识から、軽いハイパー核だけでなく重いハイパー核の构造も充分に理解しうることを示しています。
中性子星の内部は、强い重力で原子核を圧缩したような物质でできており、そこにはラムダ粒子が存在している可能性が指摘されています。しかし、高密度の原子核中でのラムダ粒子の振舞いがよく分かっていないために、本当にラムダ粒子が中性子星内部に存在しているかどうかは谜のままです。今回のような研究を今后さらに进め、より重いハイパー核の构造を精密に调べて、ラムダ粒子が核内で受ける力が周囲の密度（原子核の大きさや状态によって変わる）によってどう変化するかを详しく知ることによって、この未解决问题に决着をつけ、中性子星の内部构造を解明するとともに、中性子星がいくらの质量を超えるとブラックホールになってしまうかを理解することができると期待されています。
本研究の成果は、物理学の国際的な専門誌である「Physical Review Letters」の電子版に掲載されました(米国時間の3月29日付)。
※1．ラムダ粒子とハイパー核
素粒子であるクォークは6种类あり、物质を形づくるもととなっている阳子と中性子は、最も軽いアップクォーク(耻)とダウンクォーク(诲)の组み合わせでできています。阳子は2个のアップクォークと1个のダウンクォーク（耻耻诲）、中性子は１个のアップクォークと2个のダウンクォーク（耻诲诲）からなります。クォーク3つからなる阳子?中性子の仲间の粒子（バリオンとよぶ）は他にもたくさん存在することが分かっています。その一つがラムダ粒子で、3番目に軽いストレンジクォーク(蝉)と、アップクォーク、ダウンクォークそれぞれ1个（耻诲蝉）からなるバリオンで、中性子と同様に电荷を持ちません。なお、ラムダ粒子のようにストレンジクォークを含む粒子は、「ストレンジ粒子」（直訳すれば「奇妙な粒子」）と呼ばれています。
加速器で作られたラムダ粒子は、すぐに崩壊してしまうので、地球上にある通常の物质中には存在しません。しかし、加速器で作ったラムダ粒子を原子核にいれると、阳子?中性子とともに原子核を构成することがわかっており、ラムダ粒子をふくむこのようにな原子核をハイパー核とよびます。闯-笔础搁颁ハドロン実験施设は、ハイパー核の研究に适した世界でも数少ない施设の一つで、国内外の研究者によって実験研究が盛んに进められています。
※2．原子核の励起準位构造
最も简単な水素原子では、量子力学の要请により、电子は轨道半径やエネルギーがとびとびの値をもつ特定の「轨道」のみに安定して存在できるため、とびとびのエネルギーを持つ励起状态が存在することとなります。同様に、多数の粒子が集まって（束缚して）できている原子や原子核のような粒子系は、とびとびの値をもつ様々なエネルギーの励起状态をもちます。こうした多数の励起状态（励起準位）をエネルギーの関数として示したものが励起準位构造で、その粒子系の构造（内部の粒子がどう运动しているか）を反映しています。
问い合わせ先
＜研究内容に関すること＞
国立大学法人大学 东北大学大学院理学研究科
教授 田村 裕和
Tel: 022-795-6454
贰-尘补颈濒：迟补尘耻谤补*濒补尘产诲补.辫丑测蝉.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
＜报道担当＞
东北大学大学院理学研究科
特任助教 高桥 亮
Tel：022?795?5572, 022-795-6708
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