素粒子物理学：共鳴崩壊核子から生成される重陽子と反重陽子の観測

高エネルギーハドロン衝突では、太陽の中心より約10万倍も熱い、100 MeVを超える温度を持つ環境が生成される。そして現状では、わずか数MeVで結合している、1桁前半の質量数Aを持つ軽い（反）原子核（例えば、重水素、³He、⁴He）が、このような衝突からどのように形成されるのかは分かっていない。本論文でALICEコラボレーションは、陽子–陽子（pp）衝突における重陽子–パイオンの運動量相関を解析することで、測定された（反）重陽子の約90％が、短寿命共鳴、例えばΔ(1232)の崩壊に続く核反応によって生成される、というモデル非依存の証拠を示したことを報告する。これらの知見は、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のALICE実験で得られたものであり、超相対論的ハドロン衝突における元素合成に関する我々の理解のギャップを解決するものである。今回の結果は、ハドロン衝突において（反）原子核がいかに形成されるかに関する洞察を提供するだけでなく、宇宙線や暗黒物質崩壊における軽原子核や重原子核の生成のモデル化にも応用することができる。

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