超氚核的寿命

过去十年中，在相对论重离子（RHI）碰撞实验中得出了相互冲突的超氚核寿命 $\tau({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 值。ALICE 合作组最近一次测量是唯一个报道的 $\tau({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 足够接近自由 $\Lambda$ 寿命 $\tau_\Lambda$ 的实验，正如对 ${}_\Lambda^3\mathrm{H}$ 中极弱束缚 $\Lambda$ 的朴素预期。我们从理论上重新审视了这一 ${}_\Lambda^3\mathrm{H}$ 寿命难题，使用在 ab initio 无核壳层模型中计算的 ${}_\Lambda^3\mathrm{H}$ 和 ${}^3\mathrm{He}$ 波函数，该模型采用源自手征有效场论的交互作用来计算两体衰变率 $\Gamma({}_\Lambda^3\mathrm{H}\to{}^3\mathrm{He}+\pi^-)$。我们发现来自 ${}_\Lambda^3\mathrm{H}$ 中 $\Sigma NN$ 混合以及来自 $\pi^- -{}^3\mathrm{He}$ 末态相互作用的显著但相反的贡献。为推导 $\tau({}_\Lambda^3\mathrm{H})$，我们利用测量的分支比 $\Gamma({}_\Lambda^3\mathrm{H}\to{}^3\mathrm{He}+\pi^-)/\Gamma_{\pi^-}({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 评估了含 $\pi^-$ 的衰变率 $\Gamma_{\pi^-}({}_\Lambda^3\mathrm{H})$，并通过 $\Delta I = \frac{1}{2}$ 规则加入 $\pi^0$ 贡献。所得的 $\tau({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 随知之甚少的 $\Lambda$ 分离能 $E_{\mathrm{sep}}({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 强烈变化，因此可以将每一个不同的 RHI $\tau({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 测量与其各自的潜在 $E_{\mathrm{sep}}({}_\Lambda^3\mathrm{H})$ 值相关联。