2021年 | プレスリリース?研究成果
ハイパー核の束縛エネルギー精密測定へ －ハイパートライトンパズルの解明に向けて－
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科物理学専攻 助教 吉田纯也
【概要】
理化学研究所（理研）开拓研究本部斋藤高エネルギー原子核研究室の斋藤武彦主任研究员、岐阜大学教育学部?工学研究科の仲泽和马シニア教授、东北大学大学院理学研究科の吉田纯也助教、立教大学大学院人工知能科学研究科の瀧雅人准教授らの国际共同研究グループ※は、大强度阳子加速器施设「闯-笔础搁颁」[1]において碍中间子[2]ビームが照射された写真乾板データを、独自に开発した机械学习[3]モデルによって解析し、ハイパー核[4]の一种である「ハイパートライトン[4]」の生成と崩壊の事象を可视的に検出することに成功しました。
本研究成果は、写真乾板からハイパートライトンを大量に効率良く検出できることを示しており、その束缚エネルギー[5]を世界最高精度で决定することで「ハイパートライトンパズル」と呼ばれる谜の解决への贡献が期待できます。
ハイパートライトンは、重水素原子核[6]とラムダ粒子（Λ粒子）[7]から构成されており、それらの间に働く力による束缚エネルギーは1970年代までの测定结果が约50年にわたり信じられてきました。しかし、近年の実験でハイパートライトンの生成から崩壊に至るまでの寿命が束缚エネルギーから予测される値よりも有意に短い可能性が示されました。ハイパートライトンパズルと呼ばれるこの矛盾を解决するには、束缚エネルギーを精密に再测定することが重要です。
今回、国际共同研究グループは、物理シミュレーションと机械学习技术を组み合わせた解析手法を开発し、写真乾板データからハイパートライトンの生成と崩壊の事象を検出できることを実証しました。
本研究は、科学雑誌『Nature Reviews Physics』オンライン版（9月14日付）で掲載されました。
発见されたハイパートライトンの崩壊事象
【用语解説】
摆1闭大强度阳子加速器施设「闯-笔础搁颁」
茨城県東海村に建設された、大強度陽子加速器と利用施設群の総称。Japan Proton Accelerator Research Complexの略。高エネルギー加速器研究機構（KEK）と日本原子力研究開発機構（JAEA）が共同で運営している。加速器で加速した陽子を原子核標的に衝突させることで発生する二次粒子を用いて、物質?生命科学、原子核?素粒子物理学などの研究や産業利用を行っている。
摆2闭碍中间子
中间子は、クォークと反クォークが一つずつ集まって构成される粒子。ストレンジクォークを含む中间子を碍中间子と呼ぶ。
摆3闭机械学习、ニューラルネットワーク
机械学习とは、コンピュータを用いたデータ処理手法のうち、人间があらかじめ処理方法をプログラムするのではなく、大量のデータと正解例（教师データ）によってコンピュータに処理方法を构筑させる技术。ニューラルネットワークは、机械学习に用いられる数理的モデルの一つで、生物の脳の神経回路网の仕组みを模したもの。ニューラルネットワークを用いた画像処理は2010年代半ば顷から急速に性能が向上し、现在ではさまざまな场面で応用されている。
摆4闭ハイパー核、ハイパートライトン
ハイパー核は、通常の原子核を构成する阳子と中性子のほかに、ハイペロンという粒子が加わった原子核のこと。ハイパートライトンは、ハイパー核の中で最も軽く、阳子、中性子、ラムダ粒子（ハイペロンの一种）から构成される。
摆5闭束缚エネルギー
原子核とラムダ粒子が束缚（结合）してハイパー核を形成したとき、そのハイパー核の质量は、芯となった原子核の质量とラムダ粒子の质量の合计よりも軽くなる。この质量の差を束缚エネルギーと呼び、ハイパー核にとって基本的な物理量である。ハイパートライトンは阳子一つ、中性子一つからなる重水素原子核にラムダ粒子が束缚したものと见なすことができ、その束缚エネルギーはハイパートライトンの质量から重水素原子核とラムダ粒子の质量を引いた値として定义される。
摆6闭重水素原子核
阳子一つと中性子一つから构成される重水素の原子核。原子は构成要素となる阳子の数によって原子番号が决まるため、阳子一つのみで构成される水素原子1贬に対して重水素は2贬と表记される。
摆7闭ラムダ粒子（Λ粒子）、ハイペロン
通常の原子核を构成する阳子や中性子がアップクォークとダウンクォークのみで构成されているのに対して、次に重いストレンジクォークが含まれる粒子をハイペロンと呼ぶ。ハイペロンには、ストレンジクォークを一つ含むラムダ粒子（Λ）やシグマ粒子（Σ）、二つ含むグザイ粒子（Ξ）、叁つ含むオメガ粒子（Ω）が存在する。
※国际共同研究グループの详细は、下记プレスリリース本文をご覧ください。
问い合わせ先
東北大学 大学院理学研究科
助教 吉田 純也（よしだ じゅんや）
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（*を蔼に置き换えてください）