素粒子物理学：反陽子間の相互作用の測定

原子核物理学の主要目的の1つは核子間の力を理解することであり、これは原子核の構造と、原子核同士がどのように相互作用するかを解明するのに不可欠なステップである。ラザフォードが1911年に原子核を発見して以来、核子や原子核の研究によって、核力に関する膨大な知識が得られた。反原子核は反ヘリウム4まで発見されており、質量が測定されているが、反核子間の核力については直接的にはほとんど分かっていない。今回我々は、相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）でのSTAR実験によって収集されたデータ中の反陽子対相関を調べた。この実験では、金イオンを核子対当たり200 GeVの重心エネルギーで衝突させた。こうした衝突では反陽子が大量に生成されるため、反陽子–反陽子相互作用の詳しい研究が可能になった。我々は、ハンブリーブラウン・トゥイスの強度干渉法に類似した手法を用いて、2個の反陽子間の力が引力であることを示す。さらに、対応する強い相互作用を特徴付ける2つの重要なパラメーター、すなわち散乱長と相互作用の有効距離を報告する。今回測定されたパラメーターは、対応する陽子–陽子相互作用の値と誤差の範囲内で一致している。今回の結果は、反核子の最も単純な系の1つである2個の反陽子間の相互作用に関する直接的な情報を与えるので、より複雑な反原子核の構造や特性を解明する基盤となる。

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