本学理学研究科物理学専攻 中村哲教授、マインツ大学 J.Pochodzalla教授, P.Achenbach博士、ハンプトン大学L.Tang教授らを中心とする東北大学、マインツ大学、ハンプトン大学他からなる国際研究グループはマインツ大学にある電子加速器MAMI-Cにおいて、陽子1個、中性子2個、Λ粒子1個からなる重いハイパー水素原子核（）の質量の精密測定に成功しました。同国際研究グループは2011年よりストレンジクォークを含むハイパー原子核が崩壊する際に放出するπ中間子を測定することによりハイパー原子核の質量を精密測定するという新しい実験手法の研究を開始しており、今回の測定は同手法を用いた最初の成果となります。

ハイパー原子核質量の絶対値測定の最高分解能は、これまで中村教授, Tang教授らが米国ジェファーソン研究所において（e,e'K⁺）分光法と呼ばれる別手法を用いてハイパー核で達成した540keV（半値全幅）でしたが、今回の測定では150keV（半値全幅）とそれを大きく上回る分解能を達成しました。この成果は2015年6月9日にPhysical Review Letters誌で発表されました（DOI:10.1103/PhysRevLett.114.232501）。

ストレンジクォークを含むΛ粒子と陽子、Λ粒子と中性子の間に働く強い相互作用が同じかどうかという「荷電対称性の破れ」の謎の解決に大きな役割を果たすと期待されています。 本研究の成功には日本学術振興会の「頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣事業（R2201）」および「先端拠点形成事業（21002）」によりドイツに派遣された大学院生、若手研究者の活躍が極めて重要な役目を果たしました。

実験を行ったマインツ大学MAMI加速器施設A1実験室。高さ約10mの大型磁気スペクトロメータ（赤色、緑色）でハイパー原子核の崩壊から生じるπ中間子を測定し、紫色の磁気スペクトロメータでハイパー原子核が生成された証拠であるK中間子を同時検出しました。

K中間子と同時計測されたπ中間子の運動量分布。の崩壊に起因する133MeV/cの特徴的なピークがはっきりと観測されました。

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東北大学大学院理学研究科物理学専攻
教授　中村　哲
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