国立大学法人 東北大学大学院理学研究科
大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
J-PARC センター
概要
原子核を構成する根源的な力である陽子と中性子との間にはたらく核力は、陽子・中性子の構成要素であるクォークが関わる非常に複雑な力です。特に陽子・中性子が重なり合うような近い距離で大きな反発力が生じる理由は未だに解明されておらず、クォークが重要な役割を果たすとの指摘があります。そのため、ストレンジクォークを含んだハイペロンと、陽子との間にはたらく力を調べることで、核力におけるクォークの役割を明らかに出来ると期待されています。東北大学大学院理学研究科 三輪浩司 准教授らの研究グループは大強度陽子加速器施設J-PARC のハドロン実験施設で、ハイペロンの一種であるシグマ粒子を大量に生成し、そのシグマ粒子と陽子の散乱の角度分布を高精度で測定することに世界で初めて成功しました。今後、クォークの構成が異なる様々なハイペロンと陽子との間の散乱データを蓄積することで、拡張された核力の性質が明らかになってくると期待されます。
本成果は2021 年10 月28 日 （米国時間）にPhysics Review C でオンライン公開されました。
本研究成果のポイント
・ストレンジクォークを含む「奇妙な粒子」と呼ばれるシグマ粒子と陽子を直接散乱させることで、粒子間にはたらく「拡張された核力」を解明する手法を確立
・寿命が非常に短く数cm しか飛行しないシグマ粒子と陽子との散乱現象の精密測定に世界で初めて成功
・本成果で確立した実験手法を異なる種類の「奇妙な粒子」と陽子との散乱実験に適用しデータを蓄積することで、拡張された核力の解明が大きく進むことが期待される
詳しくは プレスリリース をご参照ください。