研究成果

新種の超原子核(二重ラムダ核)を発見 ー中性子星の内部構造の謎に迫るー 「美濃イベント」と命名

 教育学部・工学研究科 仲澤和馬シニア教授のグループをはじめとする日・韓・米・中・独・ミャンマーの6カ国24大学・研究機関の総勢103名の研究者・大学院生からなる研究チームは,大強度陽子加速器施設(以下,J-PARC)を利用した国際共同実験 (J-PARC E07実験)で,ベリリウム(Be)原子核を芯とする新種の二重ラムダ核を発見し,「美濃イベント(MINO event)図1」と命名しました。
 本研究成果は、日本時間2019年2月22日出版の日本物理学会が刊行するオンラインオープンアクセス国際月刊誌『Progress of Theoretical and Experimental Physics』に掲載されました。

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図1.美濃イベントにおける写真乾板中の粒子の飛跡(クリックすると拡大します)

本研究成果のポイント

  • ストレンジクォークを持つ,100億分の1秒という短寿命のラムダ粒子二つを含んだ新しい超原子核(二重ラムダ核)の生成・崩壊を発見した。
  • 発見した二重ラムダ核(「美濃イベント(MINO event)」と命名、図1)はBe原子核を芯とするものであり,我々が2001年に発見したHe4原子核を芯とする「長良イベント」とは異なる全く新しいものである。
  • 美濃イベントの発見は芯の相違に伴う二重ラムダ核の質量変化の違いから,ラムダ粒子間に働く力の詳細を調べる第1歩である。
  • 今後さらにたくさんの二重ラムダ核の発見が期待され,力の詳細が明らかになれば,膨大な数のラムダ粒子が存在する可能性のある中性子星(超巨大な原子核)の構造解明に結びつくものと期待される。
  • これは,はるか宇宙の中性子星の構造解明に,加速器を使った地上実験で迫るものである。

詳しい研究内容について

新種の超原子核(二重ラムダ核)を発見
 ー中性子星の内部構造の謎に迫るー 「美濃イベント」と命名

別紙:「新種の超原子核(二重ラムダ核)を発見」補足資料

論文情報

  • 雑誌名:Progress of Theoretical and Experimental Physics
  • 論文名:Observation of a Be double-Lambda hypernucleus in the J-PARC E07 experiment
  • 著 者:H. Ekawa1,2, K. Agari3, J. K. Ahn4, T. Akaishi5, Y. Akazawa3, S. Ashikaga1,2, B. Bassalleck6, S. Bleser7, Y. Endo8, Y. Fujikawa1, N. Fujioka9, M. Fujita9, R. Goto8, Y. Han10, S. Hasegawa2, T. Hashimoto2, S. H. Hayakawa2,5, T. Hayakawa5, E. Hayata1, K. Hicks11, E. Hirose3, M. Hirose1, R. Honda9, K. Hoshino8, S. Hoshino5, K. Hosomi2, S. H. Hwang12, Y. Ichikawa2, M. Ichikawa1,13, M. Ieiri3, K. Imai2, K. Inaba1, Y. Ishikawa9, A. Iskendir5, H. Ito8, K. Ito14, W. S. Jung4, S. Kanatsuki1, H. Kanauchi9, A. Kasagi8, T. Kawai15, M. H. Kim4, S. H. Kim4, S. Kinbara2,9, R. Kiuchi16, H. Kobayashi8, K. Kobayashi5, T. Koike9, A. Koshikawa1, J. Y. Lee17, J. W. Lee4, T. Ma18, S. Y. Matsumoto1,13, M. Minakawa3, K. Miwa9, A. T. Moe19, T. J. Moon17, M. Moritsu3, Y. Nagase8, Y. Nakada5, M. Nakagawa5, D. Nakashima8, K. Nakazawa8, T. Nanamura1,2, M. Naruki1,2, A. N. L. Nyaw8, Y. Ogura9, M. Ohashi8, K. Oue5, S. Ozawa9, J. Pochodzalla8,20, S. Y. Ryu21, H. Sako2, Y. Sasaki9, S. Sato2, Y. Sato3, F. Schupp8, K. Shirotori21, M. M. Soe22, M. K. Soe8, J. Y. Sohn23, H. Sugimura24, K. N. Suzuki1,2, H. Takahashi3, T. Takahashi3, Y. Takahashi1, T. Takeda1, H. Tamura2,9, K. Tanida2, A. M. M. Theint8, K. T. Tint8, Y. Toyama9, M. Ukai3, E. Umezaki1, T. Watabe14, K. Watanabe1, T. O. Yamamoto2, S. B. Yang4, C. S. Yoon23, J. Yoshida2, M. Yoshimoto8, D. Zhang18, and Z. Zhang18
    1 Department of Physics, Kyoto University, Kyoto 606-8502, Japan
    2 Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency, Tokai 319-1195, Japan
    3 Institute of Particle and Nuclear Study (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 305-0801, Japan
    4 Department of Physics, Korea University, Seoul 02841, Korea
    5 Department of Physics, Osaka University, Toyonaka 560-0043, Japan
    6 Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico, Albuquerque, New Mexico 87131, USA
    7 Helmholtz Institute Mainz, 55099 Mainz, Germany
    8 Physics Department, Gifu University, Gifu 501-1193, Japan
    9 Department of Physics, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan
    10 Institute of Nuclear Energy Safety Technology, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
    11 Department of Physics & Astronomy, Ohio University, Athens, Ohio 45701, USA
    12 Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon 34113, Korea
    13 RIKEN Cluster for Pioneering Research, Wako 351-0198, Japan
    14 Department of Physics, Nagoya University, Nagoya 464-8601, Japan
    15 RIKEN Nishina Center, Wako 351-0198, Japan
    16 Institute of High Energy Physics, Beijing 100049, China
    17 Department of Physics, Seoul National University, Seoul 08826, Korea
    18 Shanxi Normal University, Linfen 041004, China
    19 Department of Physics, Lashio University, Buda Lane, Lashio 06301, Myanmar
    20 Institut für Kernphysik, Johannes Gutenberg-Universität, 55099 Mainz, Germany
    21 Research Center for Nuclear Physics, Osaka University, Osaka 567-0047, Japan.
    22 Department of Physics, University of Yangon 11041, Myanmar
    23 Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
    24 Accelerator Laboratory, High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba 305-0801, Japan
  • DOI:http://doi.org/10.1093/ptep/pty149

2019.02.27

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