光子束实验首次观测到反K介子原子核

由大阪大学核物理研究中心、京都产业大学、东北大学先进量子束科学研究中心、高丽大学、岐阜大学、中国近代物理研究所、理化学研究所、京都大学、台湾中央研究院和加拿大萨斯喀彻温大学等机构研究人员组成的“LEPS2/Solenoid合作组”，首次利用光子束实验观测到含有反K介子的原子核。这一成果为确认反K介子原子核的存在提供了新的实验证据，也为理解高密度核物质和中性子星内部结构提供了重要线索。

研究团队在日本兵库县大型同步辐射设施SPring-8的LEPS2激光电子光实验装置上开展实验，使用大型螺线管光谱仪观测光子与氘核碰撞后的反应。实验中，研究人员利用由紫外激光与8 GeV高能电子发生康普顿散射产生的1.3至2.4 GeV高能伽马射线作为光子束，并将其照射到液体重氢靶上，通过测量带电粒子的动量和能量来识别反应过程。

反 K 介子介入，像胶水一样将原子核中的质子和中子(统称为核子)牢固地结合在一起

普通原子核由质子和中子组成，质子与中子之间的束缚通常可用π介子传递相互作用来描述。反K介子则是一类含有s夸克的介子，被认为可能进入原子核内部，像“胶水”一样将核子更强地束缚在一起，从而形成比普通原子核更紧凑的特殊状态。此前，J-PARC的反K介子束实验曾报告过相关候选信号，但这种状态能否在不同反应机制中得到确认仍是关键问题。

此次实验在不含s夸克的光子—氘核碰撞中成功产生并观测到反K介子原子核，说明反K介子能够作为形成原子核束缚态的重要组成部分发挥作用。研究还通过Λ重子和质子的动量分布，对信号事象与背景事象进行区分。结果显示，生成的反K介子原子核中两个核子可能比普通氘核中的核子结合得更紧密。

研究团队认为，这一观测结果与此前J-PARC实验结果相互印证，进一步增强了反K介子原子核存在的可能性。由于反K介子与核子的相互作用被认为与高密度核物质性质密切相关，该成果有望推动对中子星等极端天体内部物质状态的研究。

该研究成果已于7月9日发表在国际物理期刊《Physics Letters B》上。论文题为“Evidence for a KNN quasi-bound state in the γd→KΛp reaction”。