Гиперядра − система
сильновзаимодействующих частиц, состоящая из нуклонов (протонов и нейтронов) и
одного или нескольких гиперонов. Λ‑гиперядра были открыты
М. Данышем и
Е. Пневским
в 1953 г. Гиперядра обозначаются символом
, где
Z − символ элемента, соответствующего заряду гиперядра, А − суммарное число
нуклонов и гиперонов, Y − символ гиперона. Например,
−
гиперядро, состоящее из двух протонов, одного нейтрона и одного Λ-гиперона.
Структура гиперядер определяется ядерным взаимодействием между нуклонами и
гиперонами, входящими в состав гиперядра. Странность гиперядра определяется
странностью входящих в состав гиперядра гиперонов. Гиперядро
имеет странность
Гиперядра образуются в реакциях взаимодействия медленных
гиперонов с ядрами
фоторождения
γ + AZ → K+ +
(Z
- 1),
взаимодействия частиц высоких энергий с ядрами
p + AZ → K+ +
(Z
- 1) + p,
обмена странностью
Kˉ + AZ → πˉ +
Z.
Энергия связи WΛ(Z)
гиперядра
Z
определяется из соотношения
WΛ(Z)
= [m(A-1Z) + m(Λ) - m(Z)]c2,
где m(Z)
− масса гиперядра
Z,
m(A-1Z) − масса основного состояния нуклонного остова, m(Λ) − масса
Λ-гиперона. Энергии связи лёгких гиперядер составляют несколько МэВ
W()
= 2.5 МэВ, W(
)
= 6.8 МэВ
и увеличиваются до 30 МэВ в случае тяжелых гиперядер, что обусловлено насыщением гиперон-ядерных сил. Распады гиперядер происходят в результате сильных взаимодействий. В этих распадах странность сохраняется. Время распада τ ~ 10-23–10-21 с. Так распадается большинство возбуждённых и основные состояния некоторых гиперядер.
Слабые распады гиперядер происходят с изменением странности.
Характерное время слабых распадов сравнимо с временем жизни свободного
Λ-гиперона τ
Исследования гиперядер показали, что силы притяжение
гиперон-нуклон практически сравнимы с силами нуклон-нуклонного взаимодействия.
Однако в отличие от нуклон-нуклонных взаимодействий гиперон-нуклонные
взаимодействия слабо зависят от спинового состояния Λ‑гиперона. Λ‑гиперон слабо
влияет на структуру нуклонного остова A-1Z.
Изучение гиперядер позволяет получить дополнительную
информацию барион-барионных взаимодействиях и влиянии их на ядерную структуру.
См. также