図１：陽子、中性子およびストレンジクォークを含む奇妙な粒子は、3つのクォークから構成されています（左図）。この3つのクォークの構成の違いで、様々な種類の粒子が存在します。これらの粒子の間の相互作用は、内部に含まれるクォークが相互作用に寄与するため、非常に複雑になります（右図）。特に2つの粒子が重なり合うような近距離での相互作用にはクォークの効果が強く現れます。核力および拡張された核力においてクォークが担う役割を理解するために、クォークの種類を変化させて相互作用がどう変化するかを調べることが重要になります。
原子核を構成する根源的な力である陽子と中性子との間にはたらく核力は、陽子・中性子の構成要素であるクォークが関わる非常に複雑な力です。特に陽子・中性子が重なり合うような近い距離で大きな反発力が生じる理由は未だに解明されておらず、クォークが重要な役割を果たすとの指摘があります。そのため、ストレンジクォークを含んだハイペロンと、陽子との間にはたらく力を調べることで、核力におけるクォークの役割を明らかに出来ると期待されています。東北大学大学院理学研究科 三輪浩司 准教授らの研究グループは大強度陽子加速器施設J-PARCのハドロン実験施設で、ハイペロンの一種であるシグマ粒子を大量に生成し、そのシグマ粒子と陽子の散乱の角度分布を高精度で測定することに世界で初めて成功しました。今後、クォークの構成が異なる様々なハイペロンと陽子との間の散乱データを蓄積することで、拡張された核力の性質が明らかになってくると期待されます。本成果は2021年10月28日（米国時間）にPhysics Review Cでオンライン公開されました。
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論文情報
雑誌名: Physical Review C
タイトル: Measurement of the differential cross sections of the Σ−p elastic scattering in momentum range 470 to 850 MeV/c
著者: K. Miwa et al. (J-PARC E40 Collaboration)
DOI: 10.1103/PhysRevC.104.045204