Production and Decay spectra of doubly strange hypernuclei studied in multi-channels coupling calculations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03954
• 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 Electro-Communication University
• Principal Investigator: Harada Toru 大阪電気通信大学, 共通教育機構, 教授 (70238187)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平林 義治 北海道大学, 情報基盤センター, 准教授 (60271714)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ハイパー核 / ストレンジネス / チャネル結合 / 核反応 / 連続状態 / インパルス近似 / 歪曲波

Outline of Final Research Achievements

To theoretically understand the production and decay of double-strangeness nuclei, we have improved the framework of the distorted wave impulse approximation for calculating production reaction spectra and developed numerical computation codes. The main research results are as follows: (1) The production spectra of Ξ hypernuclei via (K-, K+) reactions targeting atomic nuclei exhibit a unique energy dependence due to medium effects; (2) Analysis of the quasi-free spectra of Ξ hypernuclei produced via (K-, K+) reactions on a 9Be target revealed that the real part of the Ξ-nucleus potential is an attractive force of 17 +- 6 MeV; (3) Using precise meson distorted waves, we calculated the Σ hypernuclei production spectra via (pi-, K+) reactions and successfully reproduced the experimental data regarding the mass dependence and absolute values of the production cross sections.

Free Research Field

物理学，原子核理論，ストレンジネス核物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ストレンジネス核物理の進展によって，宇宙の物質を構成しているバリオン（陽子や中性子の仲間）や湯川粒子のパイ中間子などのメソンが担う核力全体の性質が解明され，中性子星やブラックホールなど宇宙の成り立ちへの理解につながると期待される。また陽子・中性子やハイペロン間にはたらくバリオン２体核力や，ΛNN・ΛΛNなどの３体核力の性質についての研究が進み，核物質中でのハイペロンなどのストレンジネスの役割とその重要性が明らかにされてきた。さらなる研究の推進が望まれる。