多重K中間子凝縮核と中性子星

• Project Area: Nuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations
• Project/Area Number: 15H00833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山崎 敏光 東京大学, 大学院理学系研究科, 名誉教授 (80011500)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: K中間子陽子 / K中間子陽子凝縮物質 / 高密度核 / クオーク・反クオーク物質 / 中性子星 / K中間子陽子核 / 高密度原子核 / 初期宇宙 / K中間子陽子物質 / K中間子陽子相互作用 / ストレンジ物質

Outline of Annual Research Achievements

中性子星に次ぐ高密度天体の候補として、我々は全く新しい物質「K中間子陽子物質」（KPM）を予言した。これは、負K中間子と陽子だけからなる新しい原子核で、それを記述した論文は2017年にPhysics Letters B誌に発表された。そこで明らかにされているように、KPMは極めて高い密度をもつ中性のバリオン凝縮体で、対応する中性子星よりもバリオンあたりの質量が低くなるため、他の物質に崩壊することができず、また自らが励起されることもない、いわば「暗黒の物質」である。本研究では、まず、この予言の基礎となるKbar-N相互作用とその束縛状態であるラムダ(1405)共鳴粒子の質量をいろいろな方法で決定した。特に、最近発表されたCLAS実験（光核反応）の綿密なデータの解析から、その質量は伝統的に確立している1405MeVであり、従ってKbar-N相互作用は極めて強い引力を持つことが再確認された。二重バリオン物質であるK-pp核がDISTO実験およびJ-PARC-E27実験から高密度束縛状態であることが明らかにされ、さらにカイラル対称性の破れの回復に伴いKbar-N相互作用の凝集力が強まることも、KPM形成を強める効果である。この情報を元に多重Lambda*=K-p束縛状態が存在し、その多重度が８を越えると中性子物質より安定化する可能性が示された。さらに、KPMが初期宇宙のビッグバンに於いて形成される過程、及び中性子星が崩壊してKPMとなる過程を研究しつつある。KPMは、その単位一個あたり反クオークを１個含むクオーク・反クオークのハイブリッド物質であり、宇宙初期に反バリオンが消滅する際にそれを逃れた反クオークがつくるレリックな物質であると見做される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 科学アカデミー，Stefan Meyer Institut(オーストリア)
• [Int'l Joint Research] ミュンヘン工科大学/ダルムシュタット重イオン研究所(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] CERN(スイス)
• [Int'l Joint Research] トリノ大学/フラスカッテイ国立研究所(イタリア)
• [Int'l Joint Research] CERN スイス(Switzerland)
• [Int'l Joint Research] GSI ドイツ重イオン研究所/TUM ミュンヘン工科大学(Germany)
• [Int'l Joint Research] Stefan Meyer Institut オーストリー、ウイーン(Austria)
• [Int'l Joint Research] Torino University イタリー、トリノ大學/Frascati National Institut フラスカテイ国立研究所(Italy)
• [Int'l Joint Research] Saclay Laboratory フランス、サクレー研究所(France)
• [Journal Article] Single-pole Nature of the Detectable Lambda(1405) (2018)
  • Author(s): K.S. Myint, Y. Akaishi, M. Hassanvand, T. Yamazaki
  • Journal Title: PTP in press Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] High-density kaonic-proton matter ( KPM ) composed of Λ ≡ K-p multiplets and its astrophysical connections (2017)
  • Author(s): Y. Akaishii、T. Yamazaki
  • Journal Title: Physics Letters B Volume: 774 Pages: 522-526
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2017.10.016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lambda*-p struccture K-pp and theoretical analysis on recent data from J-PARC (2017)
  • Author(s): Wai Mu Mu Phyo, K.S. Myint, Y. Akaishi, T. Yamazaki
  • Journal Title: JPSCPX Volume: /JPSCP.17.082005 Pages: 082005-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Doble resonance in Dalitz plot of M(pL)-M(KL) in DISTO data on p+p -> p + L + K+ at 2.855 GeV (2017)
  • Author(s): K. Suzuki, T. Yamazaki, M. Maggiora and P. Kienle
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 17 Pages: 082003-1
  • DOI: 10.7566/jpscp.17.082003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] K-K-pp - an Important Gateway Toward Multi-Kaonic Nuclei (2017)
  • Author(s): Maeda Shun-Ichi、Akaishi Yoshinori、Yamazaki Toshimitsu
  • Journal Title: JPSCP.17.082007 Volume: 17 Pages: 082007-1
  • DOI: 10.7566/jpscp.17.082007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Double Resonance in Dalitz Plot of MpL - MKL in DISTO Data (2017)
  • Author(s): K. Suzuki, T. Yamazaki, M. Maggiora and P. Kienle
  • Journal Title: JPSJ_supple (HYP2015) Volume: 2016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] High-density kaonic-proton matter (KPM) composed of Lambda* = K-p multiplets and its astrophysical connections (2017)
  • Author(s): Y. Akaishi and T. Yamazaki
  • Journal Title: arXiv:1610.01249v2 Volume: - Pages: 1-5
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Clear indication of a strong I=0 KbarN attraction in the Lambda(1405) region from the CLAS photo-production data (2016)
  • Author(s): M. Hassanvand, Y. Akaishi, and T. Yamazaki
  • Journal Title: RIKEN Progress Report Volume: -
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] Deduction of an invariant-mass spectrum M(Sigma-pi) for Lambda(1405) with mixed T21 and T22 from Hemingway's data on the Sigma+(1660) -> Lambda(1405) + pi+ -> (Sigma pi)I=0 + pi+ prpcesses (2016)
  • Author(s): M. Hassanvand, Y. Akaishi and T. Yamazaki
  • Journal Title: Phys. Rev. C92.045202 Volume: 92
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] K-K-pp an important gateway toward multi-kaonic nuclei (2016)
  • Author(s): S.I. Maeda, Y. Akaishi and T. Yamazaki
  • Journal Title: JPSJ_suppl. HYP2015 Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Search for the deeply bound K-pp state from the semi-inclusive forward-neutron spectrum in the in-flight K- reaction in helium-3 (2015)
  • Author(s): T. Hashimoto, T. Yamazaki, et al. 67 名
  • Journal Title: PTEP Volume: 2015 Pages: 1-12
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Deduction of an invariant-mass spectrum M(Sigma-pi) for Lambda(1405) with mixed T21 and T22 from Hemingway's data on the Sigma+(1660) -> Lambda(1405) + pi+ -> (Sigma pi)I=0 + pi+ processes (2015)
  • Author(s): M. Hassanvand, Y. Akaishi, and T. Yamazaki
  • Journal Title: Phys. Rev. C Volume: 92
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure near K-+p+p threshold in the in-flight3He(K-,Lp) (2015)
  • Author(s): Y. Sada, T. Yamazaki et al., 61 名
  • Journal Title: JPSJ Volume: 2015 Pages: 0-12
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] K中間子核研究のこれまで (2017)
  • Author(s): 赤石義紀 山崎敏光
  • Organizer: 日本物理学会第７２回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-20
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Possible existence of exotic strangelets (2017)
  • Author(s): 赤石義紀、山崎敏光 （invited)
  • Organizer: ハイパー核国際会議 HYP2015 東北大学青葉山
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] K中間子核研究の歴史 (2017)
  • Author(s): 赤石義紀
  • Organizer: 日本物理学会 豊中
  • Invited
• [Presentation] Current theoretical topics on K-pp toward quasi-stable Lambda* multiplets (2016)
  • Author(s): 赤石義紀、山崎敏光
  • Organizer: The 71st Fujihara Seminar
  • Place of Presentation: 東急ホテル（静岡県下田市）
  • Year and Date: 2016-07-07
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 中間子原子原子核分光研究の発展 (2016)
  • Author(s): 山崎敏光 赤石義紀
  • Organizer: 日本物理学会2016年春季大会シンポ
  • Place of Presentation: 東北学院大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-03-19
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Lambda* clusters as constituents of high-density strange neutral matter (2016)
  • Author(s): 赤石義紀 (invited)
  • Organizer: 「新学術領域 中性子星の核物質」第４回国際研究集会 (湘南国際村）
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] New High-density Astrophysical Matter Kaonic Proton Matter (2016)
  • Author(s): 山崎敏光 (invited)
  • Organizer: 71st Fujihara seminar2016 (Shimoda)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Current theoretical topics on K-pp toward quasi-stable Lambda* matter (2016)
  • Author(s): 赤石義紀 (invited)
  • Organizer: 71st Fujihara seminar2016 (Shimoda)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Lambda*=(K-p)I=0 clusters as constituents of high-density strange neutral matter (2015)
  • Author(s): 赤石義紀、山崎敏光
  • Organizer: 「新学術領域 中性子星の核物質」第４回研究会
  • Place of Presentation: 湘南国際村センター （神奈川県、三浦郡、葉山町）
  • Year and Date: 2015-09-18
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Possible existence of exotic strangelets - toward Lambda*=(K-p) condensed matter (2015)
  • Author(s): 赤石義紀、山崎敏光
  • Organizer: Hyp2015
  • Place of Presentation: 東北大学青葉山キャンパス（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-07
  • Int'l Joint Research / Invited