ハイペロン

素粒子物理学において、ハイペロンとは、 1つ以上のストレンジクォークを含むが、チャーム、ボトム、トップクォークを含まないバリオンのことである。^{[ 1 ]}この形態の物質は、一部の中性子星の中心部で安定して存在する可能性がある。^{[ 2 ]}ハイペロンは、一般的に記号Yで表されることがある。^{[ 3 ]}

ハイペロンに関する最初の研究は1950年代に行われ、物理学者たちが粒子を体系的に分類する研究へと駆り立てるきっかけとなった。

この用語は、1953 年にフランスの物理学者ルイ・ルプランス＝ランゲによって造語され、 ^{[ 4 ] [ 5 ]}同年 7 月にバニェール・ド・ビゴールで開催された宇宙線会議で初めて発表され、ルプランス＝ランゲ、ブルーノ・ロッシ、C.F. パウエル、ウィリアム・B・フレッター、バーナード・ピーターズによって合意された。^{[ 6 ]}

現在、この分野の研究は、 CERN、フェルミ国立加速器研究所、SLAC、JLAB、ブルックヘブン国立研究所、KEK、GSIなど、世界中の多くの施設で取得されたデータに基づいて行われています。物理学のトピックには、 CP対称性の破れの探索、スピンの測定、励起状態の研究（一般に分光法と呼ばれる）、ペンタクォークやダイバリオンなどのエキゾチックな形態の探索などが含まれます。

ハイペロンはすべてバリオンであるため、フェルミオンです。つまり、半整数スピンを持ち、フェルミ・ディラック統計に従います。ハイペロンはすべて強い核力によって相互作用するため、ハドロンの一種です。ハイペロンは3つの軽いクォークで構成されており、そのうち少なくとも1つはストレンジクォークであるため、ストレンジバリオンです。

励起ハイペロン共鳴と、表記に「*」が含まれる基底状態ハイペロンは、強い相互作用を介して^崩壊する。Ω − as well as the lighter hyperons this decay mode is not possible given the particle masses and the conservation of flavor and isospin necessary in strong interactions. Instead, these decay weakly with non-conserved parity. An exception to this is the Σ⁰ which decays electromagnetically into Λ on account of carrying the same flavor quantum numbers. The type of interaction through which these decays occur determine the average lifetime, which is why weakly decaying hyperons are significantly more long-lived than those that decay through strong or electromagnetic interactions.^[7]

注記:

• ストレンジネスは強い相互作用によって保存されるため、基底状態のハイペロンの中には強く崩壊しないものもある。しかし、それらは強い相互作用には関与する。
• Λ ⁰まれに、以下の過程を経て崩壊することもある。

  Λ ⁰→ p ⁺+ e ⁻+ ν_e

  Λ ⁰→ p ⁺+ μ ⁻+ ν_μ

• Ξ ⁰およびΞ ⁻これらは、2段階の連鎖崩壊を経て核子になるため、「カスケード」ハイペロンとも呼ばれます。
• Ω ⁻​ has a baryon number of +1 and hypercharge of −2, giving it strangeness of −3. It takes multiple flavor-changing weak decays for it to decay into a proton or neutron. Murray Gell-Mann's and Yuval Ne'eman's SU(3) model (sometimes called the Eightfold Way) predicted this hyperon's existence, mass and that it will only undergo weak decay processes. Experimental evidence for its existence was discovered in 1964 at Brookhaven National Laboratory. Further examples of its formation and observation using particle accelerators confirmed the SU(3) model.

• Semat, Henry; Albright, John R. (1984). Introduction to Atomic and Nuclear Physics. Chapman and Hall. ISBN 0-412-15670-9.