Hipernúcleo

Núcleo que contiene al menos un hiperón

Un hipernúcleo es un núcleo que contiene al menos un hiperón (un barión que lleva el número cuántico de extrañeza ) además de los protones y neutrones normales . El primero fue descubierto por Marian Danysz y Jerzy Pniewski en 1952 utilizando la técnica de emulsión nuclear, basada en su decaimiento enérgico pero retardado. También se han estudiado midiendo los momentos de los mesones K y pi en las reacciones directas de intercambio de extrañeza.

El número cuántico de extrañeza se conserva mediante las interacciones fuertes y electromagnéticas , una variedad de reacciones dan acceso a depositar una o más unidades de extrañeza en un núcleo. Los hipernúcleos que contienen el hiperón más ligero, el Lambda , viven lo suficiente como para tener niveles de energía nuclear agudos. Por tanto, ofrecen oportunidades para la espectroscopia nuclear , así como para el estudio del mecanismo de reacción y otros tipos de física nuclear (física hipernuclear).

La física hipernuclear difiere de la de los núcleos normales porque un hiperón, que tiene un número cuántico de extrañeza distinto de cero, puede compartir coordenadas de espacio y momento con los cuatro estados de nucleón habituales que pueden diferir entre sí en espín e isospín . Es decir, no están restringidos por el principio de exclusión de Pauli de ningún estado de una sola partícula en el núcleo. El estado fundamental del helio-5- Lambda , por ejemplo, debe parecerse al helio -4 más que al helio-5 o al litio -5 y debe ser estable, aparte de la eventual desintegración débil de la lambda con una vida media de 278 ± 11  ps . ^[1] Se han buscado hipernúcleos sigma , ^{[2] al} igual que núcleos doblemente extraños que contienen bariones en cascada .

Los hipernúcleos pueden formarse mediante un núcleo que captura un mesón Lambda o K y hierve los neutrones en una reacción nuclear compuesta o, quizás lo más fácil, mediante la reacción de intercambio directo de extrañeza.

K
+ núcleo →
π
+ hipernúcleo

Una fórmula de masa generalizada desarrollada tanto para los núcleos normales no extraños como para los hipernúcleos extraños puede estimar masas de hipernúcleos que contienen Lambda, Lambda-Lambda, Sigma, Cascade y Theta + hyperon (s). ^{[3] [4]} Se predicen las líneas de goteo de neutrones y protones para los hipernúcleos y se sugiere la existencia de algunos hipernúcleos exóticos más allá de las líneas de goteo de neutrones y protones normales. ^[5] Esta fórmula de masa generalizada fue nombrada como "Fórmula Samanta" por Botvina y Pochodzalla y se utilizó para predecir los rendimientos relativos de hipernúcleos en la multifragmentación de la materia del espectador nuclear. ^[6]

El Hall C ^[7] y el Hall A ^[8] del Laboratorio Nacional Jefferson (JLab) de EE. UU., En Newport News , Virginia , participan actualmente, entre otros laboratorios internacionales, en la investigación de los hipernúcleos. ^[9]

Ver también

• Hipertriton

Referencias

1. Gal, A .; Hungerford, E. V .; Millener, D. J. (26 de agosto de 2016). "Extrañeza en física nuclear" . Reseñas de Física Moderna . 88 (3). doi : 10.1103 / RevModPhys.88.035004 .
2. M. mayo (1994). "Resultados y direcciones recientes en física hipernuclear y kaon" (PDF) . En A. Pascolini (ed.). PAN XIII: Partículas y Núcleos . World Scientific . ISBN  978-981-02-1799-0. OSTI  10107402 .
3. C. Samanta (2006). "Fórmula de masas de normal a hipernúcleos" . En S. Stoica; L. Trache; RE Tribble (eds.). Actas de la Escuela de Verano de Física de los Cárpatos 2005 . World Scientific . pag. 29. ISBN 978-981-270-007-0.
4. C. Samanta, P. Roy Chowdhury, DNBasu (2006). "Fórmula de masa generalizada para núcleos no extraños e hiper con ruptura de simetría SU (6)". Journal of Physics G . 32 (3): 363–373. arXiv : nucl-th / 0504085 . Código Bibliográfico : 2006JPhG ... 32..363S . doi : 10.1088 / 0954-3899 / 32/3/010 .
5. C. Samanta, P. Roy Chowdhury y DNBasu (2008). "Efecto hiperónico lambda sobre las líneas de goteo normales". Journal of Physics G . 35 (6): 065101–065110. arXiv : 0802.3172 . Código Bibliográfico : 2008JPhG ... 35f5101S . doi : 10.1088 / 0954-3899 / 35/6/065101 .
6. COMO Botvina; J. Pochodzalla (2007). "Producción de hipernúcleos en multifragmentación de materia de espectador nuclear". Physical Review C . 76 (2): 024909–024912. arXiv : 0705.2968 . Código Bibliográfico : 2007PhRvC..76b4909B . doi : 10.1103 / PhysRevC.76.024909 .
7. "Información del salón C" . Laboratorio de Jefferson . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
8. "Salón experimental A" . Laboratorio de Jefferson . Consultado el 6 de febrero de 2019 .
9. Nakamura, Satoshi N (23 de agosto de 2005). "Introducción" . Laboratorio de Jefferson . Consultado el 6 de febrero de 2019 .