Xi hyperons and strangeness nuclear physics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03849
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kohno Michio 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (40234710)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Ξハイペロン / カイラル有効場理論 / 核物質計算 / Ξ生成スペクトル / バリオン間相互作用 / ストレンジネス核物理 / Faddeev計算 / 運動量相関関数

Outline of Final Research Achievements

The knowledge of the interaction between the hyperon and the nucleon is essential to understand the role of hyperons in neutron star matter and in the matter evolution of our universe. Various experimental facilities are trying to explore properties of hyperons such as Λ and Ξ in the nuclear medium by producing them. In this project, I carried out microscopic calculations for Ξ potentials in nuclei and Ξ formation spectra using baryon-baryon interactions constructed in chiral effective field theory that is based on the fundamental theory of QCD. The ΞNN 3-body bound system and phase shifts of hyperon-deuteron scatterings are calculated in the Faddeev method. In addition, hyperon-deuteron momentum correlation functions are evaluated and compared favorably with current experimental data. These studies elucidate the features of present descriptions of the hyperon-nucleon interactions and help improve them.

Free Research Field

原子核理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで、カイラル有効場理論のパリオン間相互作用を用いて核物質計算を行い、核媒質内のΞと核子の相互作用を構成し原子核内におけるΞの束縛状態を予測し、既存の実験データとほぼ対応する結果を得ている。このことは、用いる相互作用が妥当でありこの方向での研究が有意義であることを示す。Ξについては、多くの原子核そして精度の向上した新しい実験データが期待される。その状況に合わせ、微視的検討による相互作用記述の精密化をはかる。ハイペロンの相互作用についても３体力の寄与は重要である。その計算手法として部分波展開式を新たに開発した。この方法を用いた核媒質中での３体力の寄与の解明は、中性子星物質の理解につながる。