京都大学研究生院理学研究科的助教后神利志和研究生铃木一辉、东北大学研究生院理学研究科的中村哲教授和研究生板桥浩介，以及美国汉普顿大学的L·Tan教授和博士研究员B·Pandy等人组成的国际联合研究团队，在美国杰斐逊研究所（JLab）实施了寻找不带电的纯中性原子核Λ粒子-中子-中子（Λnn）三体系的实验，并且全球首次确定了反应概率的上限值。
图：研究概要图。向氚靶注入高强度电子束，探索Λnn超核。（供图：京都大学、东北大学）
研究表明，虽然不存在零电荷原子核，但可能存在含拥有“奇异数”的Λ粒子的零电荷超核Λnn。研究团队此次在JLab实施了通过向难以处理的放射性物质氚靶中注入高强度电子束并将质子转化为Λ粒子来探索Λnn超核的实验，首次确定了反应概率的上限值。
研究团队此前通过用入射电子将原子核中的质子转化为Λ，并将Λ嵌入原子核中的超核电磁生成光谱法推进了实验，成功地对一些含Λ的原子核进行了精确测量。由于是将原子核中的质子转化为Λ的反应，需要使用极难处理的放射性物质氚靶。
对此，研究团队使用高纯度氚气靶（95％以上的纯度，0.1克）于2018年10～11月实施了实验。此次使用的氚靶具有40TBq（每秒发射40万亿次辐射）的高放射性。数据分析未确认具有统计显著性的Λnn原子核信号，但通过详细分析获得的能量分布（光谱），确定了基于电磁生成的Λnn原子核的反应概率（反应截面积）上限值。Λnn的生成概率与重粒子间的相互作用有关系，因此通过比较实验结果与理论计算，有望确认是否存在Λnn束缚态，以及对Λ-核子相互作用施加新的限制。
中村教授表示：“超核精密测量对了解宇宙中密度最大的物体中子星内部深处的情况也非常重要。今后将在JLab开展进一步提高灵敏度的新一代实验，同时还提出了在日本的高强度质子加速器设施J-PARC中扩大实验大厅，实施最高分辨率实验的方案。”
【词注】
反应概率（反应截面积）：以面积为单位表示特定原子核反应的发生概率的物理量。
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
