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重陽子の励起状態の観测に成功  クォークの閉じ込め問題に迫る!

【発表のポイント】

  • 本研究で6つのクォークからなる重阳子の励起状态(ダイバリオン共鸣)(注1)の観测に成功
  • クォークの闭じ込め问题に新たな知见

【概要】

东北大学电子光理学研究センターの石川貴嗣助教、清水肇名誉教授、笠木治郎太名誉教授、東北大学大学院理学研究科の前田和茂名誉教授、高エネルギー加速器研究機構の小沢恭一郎准教授らによる同センターでの共同研究において、大強度の高エネルギー光子ビームを重水素標的に照射することで、 6つのクォークからなる重陽子の励起状態(ダイバリオン共鳴)の観测に成功しました。

この成果は强い力の重要な性质である「クォークの闭じ込め问题(注2)」について新たな知见を与えます。さらにダイバリオン共鸣の観测は、复数のクォークと反クォークから构成されるハドロンの中で新たな形态の存在を明らかにしただけでなく、原子核を束缚する核力の理解を深めるとともに、未だよく理解されていない核物质の状态方程式や中性子星の内部构造に対して极めて重要な情报をもたらします。

本研究の結果は、2019年1月4日に国際的な物理専門誌「Physics Letters B」にオンライン出版されました。

【用语説明】

(注1)重阳子の励起状态(ダイバリオン共鸣)

エネルギーが最低の定常状態を基底状態、そうでない状態を励起状態といいます。陽子と中性子が緩く結合した重陽子は、最も小さな原子核の一つですが、原子核としての励起状態はありません(エネルギーを高くすると陽子と中性子にすぐに分裂します)。しかしながら極端にエネルギーを高くした時には準安定な共鳴状態となります。このような共鳴状態はクォーク数が6つの状態なので、バリオン(クォーク数3つのハドロン) 2つ分ということでダイバリオンと呼ばれます。

(注2)クォークの闭じ込め问题

クォークや反クォークは単独で取り出すことができず、つねに复数のクォークと反クォークで构成される粒子の中に闭じ込められています。この事実を「クォークの闭じ込め」とよび、复数のクォークと反クォークで构成される粒子の総称を「ハドロン」と呼びます。「クォークの闭じ込め」は実験の技术的な问题によるのではなく、强い力の本质に根ざす原理的问题と考えられています。量子色力学とよばれる场の量子论の枠组みで説明できると考えられていますが、その机构は未解决问题の一つとなっています。

図:高エネルギー光子ビームによる重阳子标的からのダイバリオンの生成

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问い合わせ先

<研究に関すること>
东北大学电子光理学研究センター
教授 大西 宏明(おおにし ひろあき)
電話: 022-743-3423
贰-尘补颈濒:辞丑苍颈蝉丑颈*濒苍蝉.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を@に置き换えてください)

<报道に関すること>
東北大学大学院理学研究科 広報?アウトリーチ支援室
电话:022?795?5572、022-795-6708
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