Znajdź zawartość

Jak wyliczyli fizycy jądrowi z japońskiego instytutu RIKEN, dodanie hiperonu Ξ (Ksi) do jądra helu zawierającego trzy nukleony, prowadzi do powstania czasowo stabilnego jądra. Obliczenia takie są bardzo ważne dla fizyków eksperymentalnych, którzy dzięki nim mogą prowadzić eksperymenty, które dostarczą nam nowej wiedzy o fizyce jądrowej czy budowie gwiazd neutronowych. Jądro atomowe zawiera nukleony – czyli protony i neutrony – z których każdy składa się z trzech kwarków. Istnieje sześć rodzajów kwarków: górny, dolny, dziwny, powabny, niski oraz wysoki. Jednak protony i neutrony składają się wyłącznie z kwarków górnych i dolnych. Fizycy jądrowi od dawna interesują się hiperjądrami. To jądra atomowe, w których co najmniej jeden nukleon został zastąpiony przez hiperon. Hiperony są, podobnie jak nukleony, barionami. Jednak w przeciwieństwie do nukleonów zawierają co najmniej jeden kwark dziwny. Mają one masę większa od nukleonów. Typowy czas życia hiperjądra wynosi 10-10 sekundy, a pierwsze hiperjądra zaobserwowali w 1952 roku Marian Danysz i Jerzy Pniewski z Uniwersytetu Warszawskiego. Hiperjądra dają cenny wgląd w budowę jądra. Standardowe jądra są definiowane przez liczbę protonów i neutronów. I to wszystko. Są dwuwymiarowe. Hiperony, dzięki kwarkom dziwnym, dają nam dodatkowy wymiar. To zaś pozwala nam lepiej przyjrzeć się jądru i siłom, które powodują, że jest ono stabilne, mówi Takumi Doi z RIKEN. Dotychczas większość badań skupia się na hiperjądrach z hiperonami Λ i z Σ− zawierającymi 1 kwark dziwny. Jednak możliwe są też jądra z hiperonami Ξ, które zawierają dwa kwarki dziwne. Dotychczas uzyskano 1 takie jądro. Zawiera ono hiperon Ξ i 14 nukleonów. Doi i jego koledzy wyliczają, zemogą istnieć też lżejsze hiperjądra zawierające hiperon Ξ. Z ich obliczeń wynika, że jądro zawierające do 3 nukleonów i 1 hiperon Ξ byłoby na tyle stabilne, że można by przeprowadzić różnego typu eksperymenty. To jednocześnie, jak wynika z obliczeń, najlżejsze możliwe jądro z hiperonem Ξ. Wyliczenia takie nie tylko przydadzą się fizykom eksperymentalnym, ale mogą nam sporo powiedzieć od gwiazdach neutronowych. W ich wnętrzu panują tak ekstremalne warunki, że mogą tam istnieć hiperjądra z hiperonami Ξ. Szczegóły badań zostały opisane na łamach Physical Review Letters. « powrót do artykułu