Introducere in Fizica hipernucleelor

Introducere in Fizica hipernucleelor

Descoperirea primului hipernucleu in urma cu aproape cincizeci de ani in experimente de interactii ale razelor cosmice cu emulsii nucleare a deschis un domeniu de mare interes pentru Fizica particulelor elementare si Fizica nucleara relativista [1]. De atunci s-au acumulat numeroase date experimentale si s-au propus diferite modele pentru descrierea formarii unor astfel de nuclee care contin unul s-au mai multi hiperoni (L W S s.a.) in locul nucleonilor, pe diferite nivele nucleare.

Primul hipernucleu a fost observat in anul 1953 de catre M.Danysz si J.Pniewski, intr-o emulsie nucleara expusa la radiatii cosmice, prin dezintegrarea unui fragment nuclear greu (Fig.IV.10) . Prin compararea urmei 'a' cu cele ale altor particule cu sarcina stopate in emulsie permite o estimare bruta a sarcinii fragmentului; cea mai probabila valoare gasita a fost 5. Energia cinetica a fragmentului initial a fost estimata folosind parcursul si sarcina. Valoarea obtinuta, 60 MeV, nu era suficienta pentru a produce o stea cum este cea din punctul B. Acest rezultat, precum si observatia ca formarea intamplatoare a stelei din punctul B, la capatul trasei 'a', este foarte putin probabila au condus la ipoteza ca fragmentul initial a fost format din nucleoni si o particula neutra grea, ceea ce face posibila dezintegrarea sa ulterioara, in punctul B. Printre particule neutre luate in considerare s-au numarat hiperonii L W si S. Estimarile facute au condus pe Danysz si Pniewski la concluzia ca s-a format un nou tip de nucleu, anume: _L He in care un nucleon a fost inlocuit cu un hiperon L. El s-a numit hipernucleu simplu de heliu.

Fig.IV.10. Observarea primului hipernucleu

Zece ani mai tarziu s-a observat formarea primului hipernucleu dublu, anume: _LL He [2]. De atunci, extrem de putine hipernuclee duble au mai fost puse in evidenta experimental, alaturi de hipernucleele de _LL He si _LL Be [3]. Ambele hipernuclee duble au fost detectae in emulsii nucleare expuse la fascicule de kaoni negativi.

Existenta hipernucleelor duble este extrem de importanta in cunoasterea tariei interactiei L L, precum si a termenului dependent de spin in energia de legatura. Ele pot fi puse in evidenta prin compararea energiei de legatura a celor doi hiperoni in hipernuclee duble, B_LL, cu energia de legatura corepunzatoare, B_L, pentru hipernuclee simple asociate, adica:

. (IV.36)

Valorile experimentale obtinute pentru DB_LL sunt in jur de (4.6 ± 0.5) MeV.

În prezent se fac studii in domeniul Fizicii hipernucleelor la cele mai importante sisteme de accelerare din lume. Principalele canale de producere a hipernucleelor in ciocniri nucleare la energii inalte sunt legate de procesele elementare de producere a unor hipernuclee in ciocniri N-N la energii echivalente. Cel mai probabil este canalul NN LKN [4-6]. Cresterea energiei de accelerare, precum si diversificarea gamei de nuclee incidente au determinat obtinerea de hipernuclee cu A £