Des chercheurs ont réussi à synthétiser pour la première fois une résonance lambda étrange mais de courte durée connue sous le nom de Λ(1405).
Des scientifiques de l’Université d’Osaka ont participé à une expérience d’accélérateur de particules qui a produit une particule étrange et hautement instable et a déterminé sa masse. Cela pourrait contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement interne des étoiles à neutrons super denses.
Le modèle standard de la physique des particules stipule que la plupart des particules sont composées de groupes de seulement six types d’entités fondamentales appelées quarks. Cependant, il reste encore de nombreux mystères non résolus, dont l’un est Λ (1405), l’étrange mais fugace résonance lambda. On pensait auparavant qu’il s’agissait d’une combinaison spécifique de trois quarks – haut, bas et impair – et mieux comprendre leur composition pourrait aider à révéler des informations sur la matière incroyablement dense des étoiles à neutrons.
Maintenant, des chercheurs de l’Université d’Osaka font partie d’une équipe qui a réussi à synthétiser Λ(1405) pour la première fois en combinant K avec– Méson et proton et déterminer leur masse combinée (masse et largeur). La lettre K– Les mésons sont des particules chargées négativement qui contiennent des quarks et des antiquarks étranges.
Illustration schématique de la réaction utilisée pour synthétiser Λ(1405) en combinant K- (cercle vert) avec un proton (cercle bleu foncé), qui se produit dans le noyau du deutéron. 1 crédit
Le proton le plus commun qui compose la matière que nous connaissons a deux quarks up et un quark down. Les chercheurs ont démontré qu’il est préférable de considérer Λ(1405) comme un état de liaison transitoire pour K.– Mésons et protons, contrairement aux trois états excités des quarks.
Dans une étude récemment publiée dans Physique lettre b, le groupe décrit une expérience qu’ils ont menée à l’accélérateur J-PARC. K– Les mésons sont tirés sur des cibles de deutérium, chacune contenant un proton et un neutron. Dans une réaction réussie, AJ– Le méson émet un neutron, qui se combine ensuite avec un proton pour donner le Λ(1405) souhaité. Formation de l’état lié K– Les mésons et les protons ne sont possibles que parce que les neutrons transportent de l’énergie”, a déclaré l’auteur de l’étude, Kentaro Inoue.
appelé baryons impairs Λ (1405) et une illustration schématique de l’évolution de la matière. 1 crédit
Un aspect qui a déconcerté les scientifiques à propos de Λ (1405) est sa masse globale extrêmement légère, même s’il contient des quarks étranges, qui sont environ 40 fois plus lourds que les quarks supérieurs. Au cours de l’expérience, l’équipe de recherche a réussi à mesurer la masse du complexe Λ(1405) en observant le comportement des produits de désintégration.
(Haut) Mesure de la section de réaction. L’axe horizontal est l’énergie vers l’arrière des collisions de K et de protons convertie en valeurs de masse. Les événements réactionnels majeurs se produisent à des valeurs de masse inférieures à la somme des masses de K- et de protons, qui seule indique la présence de Λ(1405). Les données mesurées par la théorie de la diffusion sont reproduites (traits pleins). (En bas) Distribution K– et l’amplitude de diffusion des protons. Au carré, il correspond à la section efficace de la réaction et est généralement un nombre complexe. La valeur calculée correspond aux données mesurées. Lorsque la partie réelle (trait plein) dépasse zéro, la valeur de la partie imaginaire atteint sa valeur maximale. Ceci est une distribution typique des états de résonance et définit la masse du complexe. Les flèches indiquent la pièce réelle. Crédit : 2023, Hiroyuki Nomi, position de leader Λ(1405) mesuré en d(K–n) réaction pS, Physique lettre b
“Nous espérons que les progrès de ce type de recherche conduiront à des descriptions plus précises de la matière super dense au cœur de la planète.[{“attribute=””>étoileàneutrons”expliqueShingoKawasakiunautreauteurdel’étudeCetravailimpliquequeΛ(1405)estunétatinhabituelcomposédequatrequarksetd’unantiquarksoituntotalde5quarksetnecorrespondpasàlaclassificationconventionnelledanslaquellelesparticulesontsoittroisquarkssoitunquarketunantiquark[{”attribute=””>neutronstar”saysShingoKawasakianotherstudyauthorThisworkimpliesthatΛ(1405)isanunusualstateconsistingoffourquarksandoneantiquarkmakingatotalof5quarksanddoesnotfittheconventionalclassificationinwhichparticleshaveeitherthreequarksoronequarkandoneantiquark
Cette recherche peut conduire à une meilleure compréhension de la formation précoce de l’Univers, peu de temps après la
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Référence : “Position de Λ(1405) mesurée dans les réactions d(K−,n)πΣ” par S. Aikawa, S. Ajimura, T. Akaishi, H. Asano, G. Beer, C. Berucci et M. Bragadireanu, Buehler P, Busso L, Cargnelli M, Choi S, Curceanu C, Enomoto S, Fujioka H, Fujiwara Y, Fukuda T, Guaraldo C, Hashimoto T, Hayano RS, T. Hiraiwa, M. Iio, M. Iliescu, K. Inoue, Y. Ishiguro, S. Ishimoto, T. Ishikawa, K. Itahashi, M. Iwai, M. Iwasaki, K. Kanno, K. Kato, Y. Kato, Kawasaki S., Kienle P., Komatsu Y ., Kou H., Ma Y., Marton J., Matsuda Y., Mizoi Y., Morra O., Murayama R., Nagae T., Noumi H. Ohnishi, S. Okada, Z. Omar, H. Outa , K. Piscicchia, Y. Sada, A. Sakaguchi, F. Sakuma, M. Sato, A. Scordo, M. Sekimoto, H. Shi, K. Shirotori, Sirghi D, Sirghi F, Suzuki K, Suzuki S, Suzuki T, Tanida K, Tatsuno H, Tokiyasu AO, Tokuda M, Tomono D, Toyoda A, Tsukada K, Vazquez O -Doce, E. Widmann, T. Yamaga, T. Yamazaki, H. Yim, Q. Zhang et J. Zmeskal, le 20 décembre 2022, Lettres de physique B.
DOI : 10.1016/j.physletb.2022.137637
L’étude a été financée par la Société japonaise pour la promotion de la science, Ministère de l’éducation, de la culture, des sports, de la science et de la technologie.
