§ 51. ГИПЕРФРАГМЕНТЫ (ИЛИ Л°-ЯДРА)

Гипероны обладают сильным взаимодействием и единичным барионным числом и поэтому могут замещать нуклон в ядре. Нестабильные ядра, в состав которых, кроме протонов и нейтронов, входит -гиперон, впервые были открыты польским физиком Данышем и получили название гиперфрагментов.

Так как -гиперон и нуклон не могут в результате сильных взаимодействий превратиться в два нуклона (благодаря закону то такое образование может существовать пока частица не распадется: гиперфрагменты распадаются с временами, характерными для процессов с и для слабых взаимодействий, т. е. сек.

Рассмотрим несколько примеров.

А. состоит из двух протонов и одного нейтрона. Гиперфрагмент ядра легкого изотопа гелия или состоит из Здесь входит в ядро вместо

Б. В природе нет ядра Современная физика объясняет Это тем, что согласно принципу Паули в одном состоянии не может Находиться более одного нейтрона. Система из двух протонов и двух нейтронов образует устойчивое ядро. В этом случае оболочка замкнута, ядерные силы достигают насыщения и пятый нуклон, который должен находиться на внешнем уровне, не сможет

удержаться в ядре. Если пятой частицей будет не то для нее запрет Паули снимается, и она может находиться в том же состоянии. Ядро в природе существует.

К настоящему времени обнаружено несколько сотен -гипер-фрагментов, образованных при ядерных взаимодействиях, и определена энергия их связи.

В то же время -ядра в природе не обнаружены. Чем это объясняется? Представим себе, что в ядре в результате какой-либо реакции появился -гиперон, допустим, что это сигма-минус-гиперон. Тогда он вступит в реакцию с одним из протонов ядра и образуется новая пара произойдет так называемый процесс перезарядки. Такой переход энергетически выгоден, так как масса больше массы 2°. При этом выполняется закон сохранения странности и изотопического спина следовательно, процесс пойдет по каналу, характеризующемуся сильными взаимодействиями, которые реализуются за сек. Итак, заряженный сигма-гиперон в ядре практически мгновенно превращается в нейтральный сигма гиперон. Далее идет следующий процесс:

Это электромагнитный процесс и время его порядка секу тогда как время жизни -частицы относительного процесса имеет порядок сек. Следовательно, все остальные гипер-ядра распадаются практически мгновенно, поэтому мы и не наблюдаем их.

Распад лямбда-ядер возможен как мезонный, когда -мезон после распада -гиперона вылетает из ядра, так и безмезонный. В последнем случае -мезон поглощается в ядре нуклоном, в результате чего из ядра вылетает уже не мезон, а нуклон.

Обнаружение гиперфрагментов привело к созданию нового раздела ядерной физики, изучающего свойства стационарных систем, состоящих из нуклонов и -гиперонов.