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]

VznikEditovat

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]

RozpadEditovat

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]

PoznámkyEditovat

  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.

ReferenceEditovat

  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. 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) 
  4. From two-trillion-degree heat, researchers create new matter -- and new questions
  5. a b MUCHIN, Konstantin Nikiforovič. Eksperimentalnaja jadernaja fizika. Svazek 2.. Moskva: Energoatomizdat, 1983. Kapitola 38, s. 279-287. (rusky) 

Externí odkazyEditovat