Hyperjádro

Hyperjádro je atomové jádro, které obsahuje kromě nukleonů nejméně jeden hyperon, a má tedy nenulovou podivnost. Objevili jej Marian Danysz a Jerzy Pniewski roku 1952. Nejsnadněji se studují hyperjádra obsahující Λ0, která žijí dostatečně dlouho, takže mají ostré energetické hladiny.

Hyperjádro se označuje spodním levým indexem se značkami hyperonu (Λ, Σ0, Ξ− apod.), například  8
Λ Be).

Byla též připravena hyperjádra, obsahující hyperon Σ0,[pozn. 1] i hyperjádra s vícenásobnou podivností (např.  6
ΛΛ He nebo  10
ΛΛ Be[2] nebo  15
Ξ‾ N[3]). V současné době je známo více než 30 hyperjader. V r. 2010 bylo připraveno první antihyperjádro ( 3
Λ H).[4]

Vznik

Hyperjádro může vzniknout změnou podivnosti jádra například při prostém zachycení hyperonu nebo při zachycení hyperonu či podivného mezonu a jeho interakci s jaderným nukleonem, případně rozpadem jiného hyperjádra.

Příklady zachycení kaonu:

K− + 4He →  4
Λ He + π−
K− + 9Be →  9
Σ° Be + π−

Příklad vzniku z jiného hyperjádra:

 10
ΛΛ Be →  8
Λ Be + p + π−
 15
Ξ‾ N →  10
Λ Be +  5
Λ He [3]

Rozpad

Hyperjádra jsou nestabilní. Pro většinu připravených hyperjader obsahujících jeden hyperon Λ leží jejich střední doba života v intervalu mezi 10−11 s a 10−10 s. Rozpadají se slabou interakcí buďto mezonovým nebo bezmezonovým rozpadem.

Mezonový rozpad probíhá rozpadem hyperonu v jádře za vzniku π− (Λ ⇒ p+π−) nebo π0 (Λ ⇒ n+π0), který vyletuje z jádra. Uvolněná energie se pohybuje kolem 40 MeV.[5] U lehčích jader může dojít i k současnému uvolnění nukleonu nebo rozštěpení jádra (přičemž zbylé jádro má velkou vazebnou energii na nukleon).

Příklad mezonového rozpadu:

 3
Λ H → 3He + π−
 8
Λ Be → 2 4He + p + π−

Při bezmezonovém rozpadu dochází k interakci hyperonu s protonem (Λ+p ⇒ p+n) nebo neutronem (Λ+n ⇒ n+n). Bezmezonový rozpad se pozoruje zpravidla u těžkých jader. Energie uvolněná při bezmezonovém rozpadu je oproti mezonovým rozpadům zhruba o 140 MeV vyšší (tento rozdíl dobře odpovídá klidové energii pionu).[5]

Poznámky
  1. V r. 1980 na protonovém synchrotronu v CERNu se podařilo připravit hyperjádra  9
    Σ°     Be záchytem kaonů K− v jádrech 9Be.[1] Objev byl velkým překvapením, protože se do té doby na základě zjednodušených modelů jádra předpokládalo, že jiná než Λ-hyperjádra nemohou existovat, neboť jiné hyperony by se v jádře ihned silnou interakcí s nukleony rozpadly na Λ.

Reference
  1. Bertini R. et al., Phys. Lett., 1980, svazek 90B, číslo 4, s. 375
  2. Recent Results and Directions in Hypernuclear and Kaon Physics
  3. SCHIRBER, Michael. Doubly Strange Nucleus Observed. S. 15. Physics [online]. American Physical Society, 2021-02-11 [cit. 2021-02-18]. Roč. 14, s. 15. Dostupné online. (anglicky)
  4. From two-trillion-degree heat, researchers create new matter -- and new questions
  5. MUCHIN, Konstantin Nikiforovič. Eksperimentalnaja jadernaja fizika. Svazek 2.. Moskva: Energoatomizdat, 1983. Kapitola 38, s. 279–287. (rusky)

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.