Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT

Hasonló dokumentumok
Úton a kvarkok felé. Atommag-és részecskefizika 3. előadás február 23.

Útban a Standard Modell felé

Kvarkok, elemirészecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás március 8.

Bevezetés a részecske fizikába

Belső szimmetriacsoportok: SU(2), SU(3) és a részecskék rendszerezése, a kvarkmodell alapjai

Hadronok, atommagok, kvarkok

Széchenyi István Egyetem MTK Szerkezetépítési és Geotechnikai Tanszék Tartók statikája I. Dr. Papp Ferenc RÚDAK CSAVARÁSA

Elemi részecskék, kölcsönhatások. Atommag és részecskefizika 4. előadás március 2.

Frekvenciatartomány Irányítástechnika PE MI BSc 1

A Lederman-Steinberger-Schwartz-f ele k et neutrn o ks erlet

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 24. MRF2 Kvarkok, neutrínók

Theory hungarian (Hungary)

Gyakorló feladatok a Kísérletek tervezése és értékelése c. tárgyból Kísérlettervezés témakör

A kémiai kötés magasabb szinten

Kvarkok. Mag és részecskefizika 2. előadás Február 23. MRF2 Kvarkok, neutrínók

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I.

Diagnosztikai módszerek II. PET,MRI Diagnosztikai módszerek II. Annihiláció. Pozitron emissziós tomográfia (PET)

MEKKORA A KVARKOK TÖMEGE? Eltûnnek a napfoltok?

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Gyengesavak disszociációs állandójának meghatározása potenciometriás titrálással

Az üzemanyagcellákat vezérlı egyenletek dokumentációja

Jeges Zoltán. The mystery of mathematical modelling

Forgó mágneses tér létrehozása

Mindennapjaink. A költő is munkára

fizikai szemle 2011/1

A tau lepton felfedezése

Atomfizika zh megoldások

Laplace transzformáció

TARTÓSZERKEZETEK II.-III.


Érzékelők és beavatkozók

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, I. forduló, 2003/2004. Megoldások 1/9., t L = 9,86 s. = 104,46 m.

A maximálisan lapos esetben a hurokerősítés Bode diagramjának elhelyezkedése Q * p így is írható:

Idő-ütemterv hálók - II.

= 450 kg. b) A hó 4500 N erővel nyomja a tetőt. c) A víz tömege m víz = m = 450 kg, V víz = 450 dm 3 = 0,45 m 3. = 0,009 m = 9 mm = 1 14

Bevezetés a részecskefizikába

RÉSZECSKÉK ÉS KÖLCSÖNHATÁSAIK (PARTICLES AND THEIR INTERACTIONS)

Magfizika szeminárium

Egyedi cölöp süllyedésszámítása

A m becslése. A s becslése. A (tapasztalati) szórás. n m. A minta és a populáció kapcsolata. x i átlag

Úton az elemi részecskék felé. Atommag és részecskefizika 2. előadás február 16.

Részecske- és magfizika vizsgakérdések

alapvető tulajdonságai

Milyen eszközökkel figyelhetők meg a világ legkisebb alkotórészei?

Bevezetés a részecskefizikába

Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA KÖZLEKEDÉSGÉPÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Matematika M1 1. zárthelyi megoldások, 2017 tavasz

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

Mintapélda. Szivattyúperem furatának mérése tapintós furatmérővel. Megnevezés: Szivattyúperem Anyag: alumíniumötvözet

Atommagok alapvető tulajdonságai

Proxy Cache Szerverek hatékonyságának vizsgálata The Performance of the Proxy Cache Server

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Szakács Jenő Megyei Fizika Verseny, az I. forduló feladatainak megoldása 1

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Milyen nehéz az antiproton?

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

RANGSOROLÁSON ALAPULÓ NEM-PARAMÉTERES PRÓBÁK

JÁTSSZUNK RÉSZECSKEFIZIKÁT!

2, = 5221 K (7.2)

A Standard modellen túli Higgs-bozonok keresése

Az aszinkron (indukciós) gép.

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

A sötét anyag nyomában. Krasznahorkay Attila MTA Atomki, Debrecen

Úton a kvarkok felé. Atommag- és részecskefizika 3. előadás március 1.

ÚJ FELFEDEZÉSEK A CERN NAGY HADRONÜTKÖZTETÕJÉNÉL: FURCSA RÉSZECSKÉK

AZ OTKA T SZ. PÁLYÁZAT SZAKMAI ZÁRÓJELENTÉSE

FPC-500 hagyományos tűzjelző központ

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Kvarkok 1. R. P. Feynman

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

Dinamika. F = 8 N m 1 = 2 kg m 2 = 3 kg

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

fizikai szemle 2004/8

Hidrogénszerű atomi részecskék. Hidrogénszerű atomi részecskék

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

CÉLOK ÉS FORRÁSOK (2008)

2. tétel - Gyorsítók és nyalábok (x target, ütköz nyalábok, e, p, nyalábok).

Villámvédelem 3. #5. Elszigetelt villámvédelem tervezése, s biztonsági távolság számítása. Tervezési alapok (norma szerint villámv.

A CERN, az LHC és a vadászat a Higgs bozon után. Genf

Tartalomjegyzék. dr. Lublóy László főiskolai docens. Nyomott oszlop vasalásának tervezése


Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. v(m/s)

Szinuszjel-illesztő módszer jeltorzulás mérésekhez 1. Bevezetés 2. A mérés elve

Wilcoxon-féle előjel-próba. A rangok. Ismert eloszlás. A nullhipotézis megfogalmazása H 1 : m 0 0. A medián 0! Az eltérés csak véletlen!

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

NYILATKOZAT. Egyesülés, szétválás ideje: (év) (hónap) (nap)

Nehézion ütközések az európai Szupergyorsítóban

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Megmérjük a láthatatlant

Enzimkinetika. Enzimkinetika

Határtalan neutrínók

- IV.1 - mozgó süllyesztékfél. álló süllyesztékfél. 4.1 ábra. A süllyesztékes kovácsolás alapelve

Részecskefizikai gyorsítók

Általános Kémia, BMEVESAA101

PENTAKVARKOK. KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest. CERN NA49 kísérlet. p.1/60

Neutrínótömeg: mérjük meg!

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Átírás:

Fizikai Szemle MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT A Mathematikai é Termézettományi Érteítõt az Akaémia 1882-ben inította A Mathematikai é Phyikai Lapokat Eötvö Lorán 1891-ben alapította LXI. évfolyam 1. zám 211. janár A HIPERMAGOK FIZIKÁJA Fénye Tibor MTA ATOMKI, Debrecen 1 A hiperonok olyan barionok, amelyekben ritka (vagy má nehezebb) kvark i van. Egy ritka kvark tartalmú a Λ, Σ ±, Σ, két -kvark tartalmú a Ξ, Ξ, három -kvark tartalmú az Ω -hiperon. Léteznek c-, illetve b-kvarkot tartalmazó hiperonok i, ezeket aló inexzel jelölik. Pélál a Λ c+ bájo barion c valenciakvarkokat tartalmaz. Hipermagnak olyan atommagot nevezünk, amelyben valamelyik nkleon - vagy -valenciakvarkja helyett nehezebb (-, c-) kvark van. Pélál, ha az atommag egy netronjában az -valenciakvarkok közül egy -kvarkot -kvarkkal helyetteítünk, Λ-hiperont 1 tartalmazó hipermag áll elô. A hipermagokat hagyományoan a Z renzámmal (vagy az elem jelével), az A barionzámmal (ami a nkleon- é hiperonzám özege) é a hiperon jelével jelölik. Pélál a Λ7 Li azt jelenti, hogy Z =3,A = 7 é az atommagban egy netron helyett egy Λ-hiperon található. Eig fôleg olyan hipermagokat állítottak elô, amelyekben egy ritka ( -) kvark van, e hírt atak már kétzere-λ hipermag létérôl i ( ΛΛ6 He, Takahahi é mt. [1]). Nehéz kvark(ok) megjelenée az atommagban új zabaági fok(ok) jelentkezéével jár. A hipermagok vizgálata több zempontból i fonto. a) Mivel a Λ-hiperonra nem áll fenn a Pali-tiltá, a hiperon az atommag belejébe i beépülhet. Ez új lehetôéget a mélyen kötött állapotok vizgálatára. b) Nagy ûrûégû maganyagban (pélál netroncillagokban) valózínûleg hiperonok i vannak. Így a hiperon-nkleon, hiperon-hiperon kölcönhatáok imerete aztrofizikai zempontból i fonto. c) A hipermagok zerkezetének megértééhez klckéré a ΛN-kölcönhatá ponto imerete (N a nkleon jele). Vizgálanó, hogy hogyan alakl a pin-pin, pin-pálya é tenzor kölcönhatá erôége a ΛN -kölcönhatában. Vizgálanó továbbá a ΛΛ-, ΛΣ-, hiperon-hiperon kölcönhatáok termézete i. ) Amikor egy Λ-hiperon megjelenik egy atommagban, annak mérete, alakja, zimmetriái, héj- é comózerkezete, kollektív mozgáa megváltozhat. Ha egy Λ-hiperon az atommag belô pályájára épül be, magához vonzhatja a zomzéo nkleonokat, ami az atommag özezgoroáához vezethet. Minez jórézt még feltáratlan terület. e) A Λ-hiperon beépülhet az atommag belejébe, ahol a nkleári környezetben effektív ajátágai megváltozhatnak. A hipermagokban fellépô mágnee ipólgárzá tanlmányozáa aatokat zolgáltathat pélál a g Λ effektív giromágnee tényezôre. Az elô hipermagot Danyz é Pwiewki ézlelte 1953- ban egy kozmik rézeckék által kiváltott magreakcióban. Az elmúlt évtizeek orán meterégeen i elôállítottak hipermagokat, e ehhez nagyenergiájú gyorítókra volt zükég é vizonylag kevé laboratórimban foglalkoztak hipermag-ktatáal. A közeljövôben lényege elôrelépé várható. 29- ben üzembe lépett a J-PARC (Japan P roton Accelerator Reearch C omplex) gyorító, ami 3 (kéôbb 5) GeV-e nagy intenzitáú (15 μa) protonnyalábot zolgáltat. Ezzel a korábbiakhoz képet nagyágrenileg intenzívebb kaon- é pionnyalábok állíthatók elô, világvizonylatban ez lez az elô valói kaongyár. Az 1,1 1,8 GeV-e, intenzív kaonnyalábok megnyitják az tat a hiper- é kétzereen hipermagok zélekörû vizgálata elôtt. Nagy reményekre jogoítanak fel a németorzági GSI, PANDA (Antip roton Annihilation at Darmtat), az olazorzági DAΦNE, FINUDA (a kéôbbiekben SperB), a J-laboratórim (Jefferon National Accelerator Facility, USA) hipermag-ktatái programjai i, több má (pélál MAMI-C, Mainz) programmal együtt. FÉNYES TIBOR: A HIPERMAGOK FIZIKÁJA 1

-kvark cere nk (, p ) L -párkelté + + n( p, K ) L + L pe (, ek ) mk ( ) = 493,68 MeV/ c K n 2 m( ) = 139,57 MeV/ c p 2 p L mn ( ) = 938,57 MeV/ c 2 m( L) = 1115,7 MeV/ c p + n e g p mp ( ) = 938,27 MeV/ c 2 1. ábra. Λ-hipermag elôállítáához vezetô három reakció ematik ábrázoláa kvarkzinten. Az ábrán a haronok tömegei i fel vannak tüntetve. A hipermagok elôállítáa, kíérleti berenezéek L e L Hipermagokat okféle (mezon, elektron, proton, nehéz ion) reakcióval lehet elôállítani. Eig fôleg (K, π ), (π +, )é(e, e ) reakciókat haználtak elôállítákra, amelyek kvarkzinten az 1. ábrá n látható átalakláokhoz vezettek. Néhány reakció hatákereztmetzetét (σ/r) az átaott implz (p) függvényében a 2. ábra mtatja. K -nyalábokkal nagyon jó hatákereztmetzet érhetô el, e a nagyenergiájú protonokkal létrehozott reakciókban a pionok nagyágrenekkel nagyobb hozammal állnak elô, mint a kaonok, így a (π +, ) reakció i alkalma hipermag-vizgálatokra. Minen reakciótípnak megvan a maga elônye, kölcönöen kiegézítik egymát. A (K, π ) reakció különöen alkalma helyetteítéi zerepre, ebben a netron gyanazon pályán (a keringéi implznyomaték változáa nélkül) átalaklhat Λ-vá. Ezzel zemben a (π +, )é (e, e ) reakciók nagyobb bombázó rézecke implzátaáal járnak é könynyebben gerjeztenek nagy pinû hipernkleári állapotokat. A (K, π )é(π +, ) reakciók a céltárgy egy netronját, míg az (e, e ) egy protonját alakítják át Λ-hiperonná (1. ábra). 2 /r mb/r mb/r nb/r röptében (, p ) L nk (, p ) K top + + n( p, K ) L pe (, e K) 2. ábra. Hipermagok elôállítáához vezetô néhány reakció hatákereztmetzete (σ/r) az átaott implz függvényében. Hahimoto, Tamra [2] alapján. + L ( pk, + ) 5 1 átaott implz (MeV/ c) 3. ábra. A J-PARC zpravezetô kaon- (SKS) é hiperlaba γ-pektrométerei, bal olalon felülnézeti, jobb olalon olalnézeti ábrázolában. Q kvarpól-, D ipólmágne, riftkamra, TOF repüléi iôt mérô berenezé. Hahimoto, Tamra [2] alapján. 7 + + 7 p K g L Cerenkov-etektor TOF Li (, ) Li Q5Q6 Q7Q8 p + A hipermagok vizgálhatók reakció- é γ-pektrozkópiai mózerekkel. A reakcióvizgálatokban meg lehet határozni a hipermag tömegét, a reakció hatákereztmetzetét, különbözô zögelozláokat tb. A γ-pektrozkópia gyanakkor kitûnô ezköz a nívórenzerek felerítéére, pin-paritáok meghatározáára, a ΛN-kölcönhatá tlajonágainak tanlmányozáára. γ-pektrozkópiai mózerekkel cak a nkleonemizió alatti nívók vizgálhatók, e nagyágrenileg jobb feloláal, mint reakciókban. Így a mózerek haznoan kiegézítik egymát. Hipermagok vizgálatára okféle kíérleti berenezét haználtak. Ezek közül cak hármat imertetünk: a japán J-PARC (Tokai), az olaz DAΦNE, FINUDA (Róma) é az amerikai Jefferon-laboratórim (Newport New, Virginia) berenezéeit. zpravezetõ kaon-pektrométer J-PARC TOF Cerenkov-etektor ré 5 1 m hiperlaba 7 Li céltárgy Q1 TOF Q9 D2 nyalábpektrométer plaztik etektor p + g 7 Li céltárgy hiperlaba pektrométer BGO Ge 2 cm SKS 2 FIZIKAI SZEMLE 211 / 1

a) m+ p - zcintillátorok belõ (céltárgy) tartomány riftkamrák He gáz Erópában a Fracati Nemzeti Laboratórimban (Olazorzág) folynak hipermag-vizgálatok, a FINU- DA programban (Gianotti [4], Franzini, Molon [5]). A következôkben ezt imertetjük rövien. A Laboratórimban mûköô φ-gyárban elektron- é pozitronnyalábokat ütköztetnek 51 + 51 = 12 MeV energiával, amelynél a φ, J PC =1 vektormezonok éle rezonanciát mtatnak. A gyorító 1 32 cm 2 1 lminozitáának közönhetôen naponta körülbelül 12 millió φ-mezon elôállítáára képe. A φ-mezon közepe élettartama, τ = 1,5 1 22, 49%-ban K () + () töltött kaonokba bomlik. A K -mezonokat lefékezik, maj 1 cm K top A X Z A Λ X Z π b) 5cm + K Si m-ávo etektor céltárgy (pélál C) + e e ütközé Si m-ávo etektor zcintillátor ( K ± etektálá) Be nyalábcõ 4. ábra. a) A hipermagok vizgálatára zolgáló FINUDA etektor a Fracati Nemzeti Laboratórimban. b) A etektor belô (céltárgy) tartománya kinagyítva. A metzet irányára merôlege mágnee tér lehetôéget a a töltött rézeckék implzának meghatározáára. A Si-mikroávo etektorok é riftkamrák lehetôvé tezik a rézeckepályák meghatározáát. CERN Corier (24. áprili) alapján. A J-PARC zpravezetô kaon- é hiperlaba γ-pektrométere (3. ábra). A J-PARC 3 (kéôbb 5) GeV-e protonzinkrotronának intenzív (~15 μa-e) nyalábját alkalma céltárgyra irányítva pion é kaon máolago nyalábok nyerhetôk, körülbelül 1/5 kaon/pion arányban. Kétfokozatú elektroztatik zeparátorral ezt az arányt 1-re (vagy nagyobbra) javítják, így vizonylag tizta töltött kaonnyaláb nyerhetô, körülbelül 1,8 GeV energiáig. A vizgálatokhoz felhaználhatók a (π +, ), (K, π )é(k, ) reakciók. Ez tóbbival két -kvarkot tartalmazó hipermagok i elôállíthatók. A (π +, γ) reakciónál a nyalábpektrométerrel mérik a π +, a zpravezetô kaonpektrométerrel a kaon, a hiperlaba pektrométerrel a γ-gárzá pektrmát. A hiperlaba pektrométer 14 n-típú koaxiáli Ge-etektort tartalmaz, BGO apkával a Compton-háttér lenyomáára. Vizgálni kívánják a 12 C(K, 12 ) Ξ Be reakcióval elôállított, két -kvarkot tartalmazó hipermagot, valamint a könnyû hipermagok gerjeztéi nívórenzereit (K, π ) reakcióval (Nagae [3]). reakcióval elôállítják a vizgálanó hipermagot. A Λ () rézecke a legkönnyebb hiperon, közepe élettartama zaba térben 2,63 1 1, 63,9%-ban pπ, 35,8%-ban n π -ba bomlik gyenge bomláal, e van néhány nagyon gyenge bomlámója i, pélál Λ nγ, amelyre az elágazái arány 1,75 1 3. A FINUDA etektor metzetrajza a 4. ábrá n látható. Az elektron-pozitron ütközében K -párok állnak elô. A K -mezonok energiája ~16 MeV. Az alacony energiájú K -mezonok lefékezônek egy vékony (~3 mg/cm 2 ) céltárgyban é (K top, π ) -kvarkcere reakcióval kölcönhatnak az atommagokkal. A kilépô π -mezonok implzát zéle térzögben, jó feloláal (Δp/p ~1 2 1 3 ) mérik, maj meghatározzák a hipermag-állapotok energiáit. Az ellentéte irányokban kirepülô K - é -mezonok azonoítáa é etektáláa felhaználható a háttér cökkentéére. Mérhetôk a μ + ν μ bomlá müonjainak, valamint a hipermagok bomlátermékeinek aatai i. A berenezé implzátereztée olyan, hogy a megengeett hipermag-állapotok telje pektrma vizgálható jó feloláal é nagy hazno térzögben. A vizgálatok lehetôéget anak a ΛN NN (nem mezono) bomlá ponto vizgálatára i, ami jelentô intenzitáal cak maganyagban megy végbe. Ez a folyamat alapvetô imeretet zolgáltat a ritkaágváltoztató barion-barion gyenge kölcönhatára. A Jefferon-laboratórim (e, e γ)-vizgálatokra épített nagy feloláú kaonpektrométerének ematik rajza az 5. ábrá n látható. Min a kaonpektrométer, min a zórt elektronok pektrométere Δp/p =2 1 4 implzfelolát tez lehetôvé. Néhány eremény Eig fôleg Λ-hipermagokat állítottak elô, többégükben könnyû elemeknél ( Λ3 H, Λ4 H, Λ4 He,, 4 ΛCa), e vannak imert nehéz hipermagok i ( 139 ΛLa, 28 ΛPt, 29 ΛBi). Özeített zámk körülbelül 4. A hipermagok fonto jellemzôje a tömeg (M hiper ). Ha (π +, ) reakciót haználnk elôállítákhoz, a belépô pion é kilépô kaon implzvektoraiból (p π é p K ) a relativiztik kinematika alapján kizámítható a hipermag tömege: FÉNYES TIBOR: A HIPERMAGOK FIZIKÁJA 3

Cerenkovetektor g e -nyaláb TOF nagy feloláú kaon-pektrométer D Q2 riftkamra hoozkóp 5. ábra. A Jefferon-laboratórim (USA) nagy feloláú kaonpektrométere (HKS) (e, e ) reakcióval végzenô hipermag-ktatáokhoz. Q1, Q2 kvarpól, D ipól mágne. DC helyérzékelô riftkamra, TOF repüléi iôt mérô berenezét jelöl. Hahimoto, Tamra [2] alapján. M hiper = E π M A E K 2 e Q1 1 2m mágne céltárgy e -nyaláb (1,8 GeV) p 2 π p 2 K 2 p π p K coθ, ahol E π é E K a pion, illetve kaon telje energiája, θ a kaon zórái zöge, M A a céltárgymag tömege. Innen a Λ-hiperon kötéenergiája (B Λ ) egyzerûen levezethetô, ha feltezük, hogy a magtörz alapállapotban van: B Λ = M törz M Λ M hiper, ahol M törz a törzmag, M Λ a Λ-hiperon tömege. Hazai eremény az atommagok kötéi energiájára vonatkozó Weizäcker-féle félempirik tömegformla olyan kiterjeztée, amellyel a Λ-hipermagok a cak nkleonokat tartalmazó atommagokkal egyége formában írhatók le (Lévai, Ceh, Van Iacker é Jillet [13]). E émában a párenergia tagot egy Majorana-tag váltja fel, amely a proton, netron é Λ-hiperon egyenrangúágát feltételezô SU(6) zimmetriával áll özhangban. Az eljárá konziztenciájára tal az, hogy a kíérletileg megfigyelt kötéi energiától való eltéré haonló az imert tömegû 199 cak nkleonokat tartalmazó atommagra é 38 Λ-hipermagra. Kíérletileg meghatározták a Λ-hiperon kötéi (zeparáció) energiáját különbözô -, p-, -, f-, g-héjakon a tömegzám (A) függvényében. Az özeített eremények a 6. ábrán láthatók. E L ( MeV ) 3 25 2 15 1 28 L Pb 139 L La 89 L Y f L 51 L V 4 L Ca L 28 L Si 5 1 g L B L 9 LBe,,5,1,15,2,25 A 2/3 6. ábra. A Λ-hiperon zeparáció energiái (E Λ )aza 2/3 függvényében (A tömegzám) a hipermag g alhéjaira. Pontok hibákkal: különbözô ktatócoportok ereményei. A görbék az -héjon ~28 MeV felé konvergálnak, ami a Λ-hiperon kötéenergiája a maganyagban. Lenke [6] alapján. A hipermagok γ-pektrozkópiai vizgálata lehetôéget a gerjeztéi nívórenzereik rézlete felerítéére. A(π +, γ)é(k, π γ) reakcióknál a γ-pektrm koincienciában vizgálható a kilépô, illetve π mezonokkal. Pélál fékezéi Doppler-mózerrel meg lehet határozni a rekált B (E2) é B (M 1) átmeneti valózínûégeket, maj a bomlái elágazáok imeretében a hipermag-állapotok élettartamát. Lehet mérni zögkorrelációt, γ-gárpolarizációt é má jellemzôket i. Néhány hipermag parciáli nívórenzere a 7. ábrán látható. Az ézlelt γ-átmenetek két coportba ozthatók. Pélál a 7 Li(π +, γ) Λ7 Li eetén a Λ pinátforlához tartozik a míg Λ héjak közöttiek az L p L 16 L O 13 L C 3/2 1/2 1, 7/2 5/2 ; 5/2 E2 1/2 1, 1/2 2 3/2, 1/2 2 1/2 1 átmenetek. Az átmenetek vizgálata rézlete információt zolgáltat a pin-pin, pin-pálya é tenzor kölcönhatáok jellegére é erôégére. A vizgálatok még nem tekinthetôk lezártnak, e a ΛN tenzor kölcönhatánál már látzik, hogy a mezoncere-leírá mûköôképe. A hipermagokat zcintilláló nyomképkamrával i vizgálták. A 7.e f ábrákon a Λ-, Σ + -hiperon keletkezéének é bomláának nyomai láthatók; a Σ + -hiperon bomláa elôtt protonon zóróott. A kíérletek azt mtatják, hogy a pin-pálya kölcönhatá a Σ + p rgalma ütközében lényegeen erôebb, mint a Λp ütközénél. Ha a Λ-hiperon beépül az atommagba, a mezono Λ πn bomlámó fékezett az emittált nkleon Palitiltáa miatt. A középnehéz magokban a nem mezono ΛN NN az ralkoó bomlámó. A Λp np, illetve Λn nn gyenge bomláokban a Λ é n tömegkülönbég miatt nagy energia (~176 MeV) zabal fel é a kilépô 4 FIZIKAI SZEMLE 211 / 1

a) 7 + + Li (, K ) (MeV) 3,563 + 1/2 + T =1 T =1 3,88 2,186 3 + 7/2 + 2,52 5/2 + 2,5 1 + 6 Li E2 7 Li 3/2 +,692 1/2 + + + + + +, K ) p, K ) zóróá p-on, + + maj n 7. ábra. a ) Hipermagok γ-pektrmai (Tamra é mt. [7] alapján). e f) zcintilláció nyomképkamrával felvett hipermag-eemények (Ahn é mt. [8] alapján). np-, illetve nn-párok egyértelmûen azonoíthatók a zögelozlá é energiakorrelációk alapján. A b) c) ) 13 C( K, ) E1 E1 4,439 2 + 3/2 + 5/2 + 4,91 + E2 1/2 + 12 C 13 C e) p1/2 p3/2 + 1/2 3/2 11,1 1,95 3,4 f) 2 + + 8 Be 6,176 3/2 1/2 16 O p Γ n (Λn nn) Γ p (Λp np) 9 Be ( K, ) E2 9 Be E2 3/2 + 5/2 + 16 O( K, ) + 1/2 + 2 1 1 16 O p + + 3,67 3,24 6,56,26 arányra nyert kíérleti ereményt ikerült értelmezni mezon- (kaon-) ceremechanizm figyelembevételével. A ΛN-effektív kölcönhatái potenciál a Λ-hipermag p -héjánál a következô alakba írható (Millener é mt. [11]): ahol V ΛN (r) =V (r) V Λ (r) l ΛN Λ V T (r) S 12, V σ (r) Λ N V N (r) l ΛN N S 12 =3 σ Λ r σ N r r 2 σ Λ σ N. Az Λ, p N hllámfüggvények zerinti raiáli integrálá a megaott öt tagra lehetôéget a a p-héjon levô hipermagok nívóenergiáinak zámítáára. Forítva i eljárhatnk, ekkor kíérleti aatokból meghatározható a jelzett öt tag raiáli integrálja, amit a néhánytetrenzerekre közvetlenül i ki lehet zámítani zaba kéttet-kölcönhatáokból (lá pélál Fénye é mt. [1] VI.8.2. pontot). Így következteté vonható le a ΛN -kölcönhatá erôégére. A vizgálatok azt mtatják, hogy a ΛN -kölcönhatá okkal gyengébb, mint az NN. Amikor egy Λ-hiperon jelenik meg az atommagban, megváltozhat alakja, mérete, héj- é comózerkezete tb. Ezek a hatáok i tanlmányozhatók, ha imerjük a nívóémákat é a B (E 2) rekált átmeneti valózínûégeket. Mivel a Λ-hiperonra nem hat a Pali-tiltá, beépülhet a legbelô -pályára é maga köré vonzhatja a nkleonokat. Ez az atommag özezgoroáához vezet. Így pélál a 6 He-ban lévô netronhalo a Λ7 He hipermagban várhatóan eltûnik (Hiyama é mt. [11]). A B (M 1) rekált átmeneti valózínûég meghatározáa lehetôéget a a Λ-hiperon effektív g-faktorának (mágnee nyomatékának) meghatározáára i. Az egy -kvarkot tartalmazó Λ-hiperonon kívül gyancak egy -kvarkot tartalmaznak a Σ ± -éσ -hiperonok, amelyek tömege némileg nagyobb a Λ-hiperonénál (m Λ = 1115,7, m Σ = 1192,6 MeV/c 2 ). Két -kvarkot tartalmaznak a Ξ (m Ξ = 1314,9 MeV/c 2 )é Ξ (m Ξ = 1321,7 MeV/c 2 ) hiperonok. Eig cak egy Σ hipermag létérôl atak hírt, a Ξ hipermag létezéével kapcolatban peig megozlanak a vélemények. A J-PARC program egyik elô célkitûzée, hogy 12 C(K, ) 12 ΞBe reakcióval elôállíták é vizgálják a 12 ΞBe hipermagot (Nagae [3]). Erópában a GSI, HESR nagyenergiájú tárológyûrûben antiprotonok atommagokkal való ütközéével akarnak egy vagy több -kvarkot tartalmazó atommagokat létrehozni é rézlete pektrozkópiai vizgálatnak alávetni. Jelenleg c -kvarkot tartalmazó atommagokról nincenek kíérleti aataink. A HESR- PANDA programban bájo barionokat [mint pélál Λ c+ (c)-t] tartalmazó magok, valamint D ±, -mezon atommag kölcönhatáok vizgálata i zerepel (Brinkmann é mt. [12]). Özefoglalá, kitekinté Jelenleg 3 (benne ~3 tabil) atommagról vannak kíérleti információink, gyanakkor az imert hipermagok záma minöze ~4. Így a hiperon(ok)at i tartalmazó atommagok elôállítáa é vizgálata hatalma új ktatái terület a magfizika zámára. Az atommagba beépülô hiperonra nem hat a Palitiltá. A hiperon mélyen kötött állapotba i beépülhet é ezzel új aatokat zolgáltathat az atommag belejérôl. A hipermagok pektrozkópiai vizgálata lehetôéget nyújt a hiperon-nkleon, illetve hiperon-hiperon kölcönhatáok tanlmányozáára. Mivel a net- FÉNYES TIBOR: A HIPERMAGOK FIZIKÁJA 5

roncillagok nagy ûrûégû belejében a hiperonok lényege zerepet játzhatnak, a vizgálatoknak aztrofizikai jelentôége i van. A 29-ben üzembe lépett J-PARC kaongyárban, az építé alatt álló armtati GSI, FAIR, PANDA renzerben, valamint több má mûköô é tervezett hipermag-laboratórimban folyó vizgálatok reményt nyújtanak arra, hogy a közeljövôben frontáttöré történjen a hipermag-fizikában. Iroalom 1. H. Takahahi é mt., Phy. Rev. Lett. 87 (21) 21252-1. 2. O. Hahimoto, H. Tamra, Progr. Part. Ncl. Phy. 57 (26) 564. 3. T. Nagae, Ncl. Phy. New 19/4 (29) 18. 4. P. Gianotti, CERN Corier (April 23) 13. 5. P. Franzini, M. Molon, Ann. Rev. Ncl. Part. Sci. 56 (26) 27. 6. H. Lenke, Ncl. Phy. New 17/2 (25) 5. 7. H. Tamra é mt., Phy. Rev. Lett. 84 (2) 5963; Ncl. Phy. A 754 (25) 58c. 8. J. K. Ahn é mt., Ncl. Intr. Meth A 457 (21) 137; Ncl. Phy. A 761 (25) 41. 9. D. J. Millener é mt., Phy. Rev. C 31 (1985) 499. 1. T. Fénye é mt.: Atommagfizika I. Debreceni Egyetemi Kiaó, Debrecen 29. 11. E. Hiyama é mt., Phy. Rev. C 53 (1996) 275. 12. K.-T. Brinkmann, P. Gianotti, I. Lehmann, Ncl. Phy. New 16/1 (26) 15. 13. G. Lévai, J. Ceh, P. Van Iacker, O. Jillet, Phy. Lett. B 433 (1998) 25.