Hiperjądra Hiperjądra – struktury jądrowe, w skład których,

Prezentacja na temat: "Hiperjądra Hiperjądra – struktury jądrowe, w skład których,"— Zapis prezentacji:

1 Hiperjądra Hiperjądra – struktury jądrowe, w skład których,
poza protonami i neutronami, wchodzą hiperony. Odkrycie – Marian Danysz, Jerzy Pniewski, 1953 Do chwili obecnej zaobserwowano kilkadziesiąt tysięcy rozpadów hiperjąder. Technika – głównie emulsje jądrowe

2 Mechanizm powstawania hiperjąder
Jeżeli energia kinetyczna Λ jest mała, może on uformować z kilkoma nukleonami strukturę związaną. Tak powstałe hiperjądro może być wyemitowane z jądra tarczy.

3 Rozpady hiperjąder Dwa typy rozpadów: mezonowy niemezonowy
Oddziaływanie słabe ze zmianą dziwności

4 Niemezonowy rozpad hiperjąder jest jedynym sposobem
badania słabych oddziaływań zmieniających dziwność w układzie czterech fermionów

5 Mezonowy rozpad hiperjądra
b – 4He (do tyłu) c – proton X – punkt rozpadu Mezonowy rozpad hiperjądra Niemezonowy rozpad hiperjądra f w punkcie B

6

7 Rozpady mezonowe – łatwiejsze do identyfikacji,
Energia wydzielana ~ kilkudziesięciu MeV, wszystkie cząstki naładowane W rozpadach niemezonowych wydziela się kilkaset MeV. Często emitowany jest neutron, nie pozostawiajacy śladu w emulsji. Nie stwierdzono rozpadów leptonowych (z emisją μ± lub e±)

8 rośnie z masą hiperjądra
Pęd nukleonu w rozpadzie niemezonowym jest mniejszy od pędu Fermiego – w cięzkich jądrach rozpad niemezonowy jest blokowany przez zakaz Pauliego (podstawowe stany są osadzone przez „normalne” nukleony) W rozpadach niemezonowych pędy nukleonów są rzędu 400 MeV – powyżej pędu Fermiego Ciężkie hiperjądra rozpadają się głównie niemezonowo

9 Energia wiazania hiperjąder
Najważniejsze źródło wiedzy o siłach oddziaływania Λ-N mΛ – masa Λ mC – masa rdzenia izotopu mi – masa i-tej cząstki emitowanej w rozpadzie hiperjądra Ti – energia kinetyczna i-tej cząstki

10 Energie wiązania hiperjąder
„Normalne” jądra – energia wiązania od 8.5 do 7.6 (ciężkie jądra, np. uran) MeV/nukleon

11 Energia wiązania hiperjądra rośnie z jego masą

12 Spiny hiperjąder 1/2 1 Znane tylko dla niektórych hipernuklidów.
Wyznacza się je na podstawie badań względnej częstości kanałów rozpadu oraz znajomości charakterystyk rozpadu swobodnego hiperonu Λ, lub na podstawie rozkładów kątowych produktów rozpadu 1/2 1

13 Czasy życia hiperjąder
Nie muszą być takie same, jak czas życia swobodnej cząstki Λ więcej kanałów rozpadu (np. niemezonowe) zakaz Pauliego Na ogół czasy życia hiperjąder są mniejsze od czasu życia Λ

14

15 Podwójne hiperjądra Danysz, Pniewski, 1963 Prowse et al., 1966

16

17 Λ-Λ Badanie podwójnych hiperjader umożliwia badanie oddziaływań Λ-Λ.
Jest to jedyny sposób! Λ-Λ Układ - potencjał dodatni (przyciągający)

18 Potencjał układu ΛΛ

19 Zagadka Γn/Γp vs.

20 Najnowsze wyniki dotyczące Γn/Γp
Eksperymenty E307 (KEK) i E369 (BNL)

21 Relatywistyczne hiperjądra
Czasy życia i współczynniki rozgałęzień hiperjąder są znane dla niewielu z nich. Przyczyną są niewielkie pędy hiperjąder produkowanych w układzie tarczy Okonov, Podgoretskii Trudność tą można usunąć, badając hiperjądra w układzie wiązki

22 Czynnik Lorentza pracuje na naszą korzyść!

23 Wynik dla hiperjąder relatywistycznych

24 Całkowite przekroje czynne (w μb) na produkcję hiperjąder
w procesie fragmentacji wiązki – model koalescencji

25 LBL, komora streamerowa 2.1 GeV/A.16O+CH2
22 przypadki ZIBJ, komora streamerowa 3.7 GeV/A, 4He+CH2 18 przypadków

26 Nowe eksperymenty FINUDA@DAΦNE (Frascati)
DAΦNE – fabryka mezonów Φ, częstość ~4.4x102 s-1 Φ są produkowane praktycznie w spoczynku – rozpad daje 2.2x102 par (K+,K-) o energii ~16 MeV

27 Tarcze: 2x 6Li 1x 7Li 3x 12C 1x 27Al 1x 51V

28 Program fizyczny FINUDA
dokładność lepsza od 10%

29 rzadkie rozpady dwuciałowe
Hiperjądra z dużym nadmiarem neutronów (stabilne 8He, N/Z=3) Pierwsza obserwacja ekskluzywnego rozpadu NM koincydencja

30 Stany wzbudzone hiperjąder - spektroskopia
Symulacje dla

31 Projekt HypHI (GSI) Eksperyment z wykorzystaniem wiązek cięzkich
jonów ~2 GeV/A Możliwość wykorzystania wiązek rzadkich izotopów

32 Program fizyczny Czasy życia, przekroje czynne Cięższe jądra
Hiperjądra z nadmiarem neutronów i protonów Asymetria w kanale protonowym i neutronowym rozpadu mezonowego

33 Eksperymenty te ruszają w najbliższych latach.
Zatwierdzono też eksperyment na wiązkach relatywistycznych w ZIBJ w Dunej (chwilowo wstrzymany z powodów finansowych). Fizyka hiperjader przeżywa swój renesans!