具有双倍奇异夸克的原子核示意图。图片来源：S. Hayakawa/日本原子能机构
重子是一种三夸克粒子，例如质子、中子和没那么出名的超子。超子为人所知是由于它们至少含有一个奇异夸克，研究人员通过研究超子来理解重子的相互作用方式。近日，一个名为“J-PARC E07”的实验揭示了一种非常罕见的相互作用，即带有两个奇异夸克的超子可与一个正常原子核结合。根据对此类“超核”衰变过程的精确测量，实验团队得以确定其结合能。
该合作项目来自日本质子加速器研究中心（J- PARC），实验用一束K介子击打金刚石靶核。碰撞中产生了超子，尤其以“由两个奇异夸克和一个下夸克”组成的Ξ超子居多。这些超子随即穿过一系列底片，用以记录其运动轨迹。实验团队运用一组自动化轨迹识别系统，着重提取一个超子与一个氮核结合的事件，从而短暂得到了具有双倍奇异夸克的超核。
日本质子加速器研究中心（Japan Proton Accelerator Research Complex, J-PARC）
图片来源：日本原子能机构/日本共同通讯社
在此之前，只有极少数双倍奇异夸克原子核曾被观测到——事实上，此类事件罕见到可以为它们专属命名。J- PARC E07团队将他们的实验命名为“IBUKI”，这是日本主岛上一座山的名字。通过测定实验产物，研究小组确定超子与氮核反应的结合能为1.27MeV，这与理论计算结果相符。随着数据处理的进行，研究人员预计还能再发现约10个超子结合事件，这或将为核科学及中子星模型带来更深刻的洞见。
中子星模型。图片来源：Pixabay
作者：Michael Schirber
翻译：叶欢仪
审校：张和持
引进来源：Physics
本文来自：中国数字科技馆
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