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素粒子物理学：核融合に類似したクォークレベルでのダブルヘビーバリオンの融合
Nature 551, 7678 doi: 10.1038/nature24289
核融合の本質は、初期状態と最終状態の核の間での核子の再配置によってエネルギーが放出されることである。チャームクォーク（c）2つとアップクォーク（u）1つからなる、質量が約3621 MeV（陽子の質量は938 MeV）のダブルチャームバリオンΞ++ccが最近発見され、2つのチャームクォーク間の約130 MeVという大きな結合エネルギーも明らかになった。本論文では、この強い結合によって、クォークの再配置、つまり2つのヘビーバリオン（Λc）が融合してダブルチャームバリオンΞ++ccと中性子nが生成され（ΛcΛc → Ξ++cc n）、その結果12 MeVのエネルギーが放出される発熱反応が可能になることを報告する。この反応は、重水素とトリチウムの核融合反応（DT → 4He n）に類似したクォークレベルの反応である。2つのボトムクォーク（b）間の結合エネルギーはさらに大きく（約280 MeV）、ボトムクォークによる類似した反応が生じ（ΛbΛb → Ξ0bb n）、約138 MeVという非常に大きなエネルギーが放出される。我々は、重いクォークを2つ持つバリオンの融合の高い発熱性が現れる可能性がある実験設定をいくつか提案する。しかし、現在のところ、重いボトムクォークと重いチャームクォークの寿命は非常に短いため、そうした反応の実際的な応用は不可能である。
