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:
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
- ↑ 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
- ↑ Bertini R. et al., Phys. Lett., 1980, svazek 90B, číslo 4, s. 375
- ↑ Recent Results and Directions in Hypernuclear and Kaon Physics
- ↑ a b 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)
- ↑ From two-trillion-degree heat, researchers create new matter -- and new questions
- ↑ a b MUCHIN, Konstantin Nikiforovič. Eksperimentalnaja jadernaja fizika. Svazek 2.. Moskva: Energoatomizdat, 1983. Kapitola 38, s. 279–287. (rusky)
