초록 ▼

본 연구에서는 하이퍼핵의 약붕괴현상에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 $^5_{\Lambda}$He핵의 약붕괴 현상을 실험과 이론적 관점에서 연구함으로써 하이퍼핵 약붕괴
이해의 문제점들을 해결하고자 한다. 이를 위해 5$\Lambda$He의 수명과 약붕괴에서 발생하는 중성자와 양성자를 전 에너지 영역에서, 동시측정(coincidence measurement)하며
기존 실험에 비해 적어도 10배이상 증가한 사건수를 관측한다. 이로부터 종래 결과 에 비해 현격하게 향상된 $

본 연구에서는 하이퍼핵의 약붕괴현상에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 $^5_{\Lambda}$He핵의 약붕괴 현상을 실험과 이론적 관점에서 연구함으로써 하이퍼핵 약붕괴
이해의 문제점들을 해결하고자 한다. 이를 위해 5$\Lambda$He의 수명과 약붕괴에서 발생하는 중성자와 양성자를 전 에너지 영역에서, 동시측정(coincidence measurement)하며
기존 실험에 비해 적어도 10배이상 증가한 사건수를 관측한다. 이로부터 종래 결과 에 비해 현격하게 향상된 $^5_{\Lambda}$He 의 수명(총붕괴폭), 부분붕괴폭, $\{Gcy}_n$/$\{Gcy}_p$비, 그리고 붕괴
비대칭도($\alpha$NM)를 결정한다.
최근 BNL KEK 등에서 새로운 결과들들이 얻어졌음에도 불구하고 $\Lambda$ 하이퍼핵의 약붕괴 현상은 아직 일관된 이해에 이르지 못하고 있다. 하이퍼핵 수명의 질량에
대한 의존성, $\{Gcy}_n$/$\{Gcy}_p$비 수수께끼, 그리고 붕괴 비대칭도($\alpha$NM) 불일치, 무메존 약붕괴에서의 $\Delta$I=1/2 법칙 성립 여부등의 문제 해결을 위해 $^5_{\Lambda}$He약붕괴의 이들 관측양들
을 성공적으로 정밀하게 측정하였다. $^5_{\Lambda}$He뿐만 아니라 12$\Lambda$C에 대해서도 이들양들에 대해 성공적인 데이터를 수집하여 두 하이퍼핵의 실험 결과에 대해 국제학술회의에 누차 발표하였으며 이들의 논문이 작성되고 있다.
($\{pi}^+$,K+)반응에 의해 $^5_{\Lambda}$He하이퍼핵을 생성시키며 고에너지 방출 중성자와 양성자를 측정키 위해 3개의 붕괴입자 검출기를 설치하여 실험을 수행하였다. 수명,
$\{Gcy}_\{pi}-$, $\{Gcy}_\{pi}0$, 방출중성자와 양성자의 스펙트럼 정밀 측정, 하이퍼핵의 붕괴비대칭계수, 동시측정 방법에 의한 두 핵자간의 에너지합 및 각상관관계를 최초로 측정하여
NMWD의 1N 유발기구를 최초로 실험적으로 증명하였고 또 이로부터 $\{Gcy}_n$/$\{Gcy}_p$ 비를 정밀하게 측정하므로서 오랜 수수께끼로 남아오던 문제를 해결하였다. 또 최초로 2N NMWD를 실험적으로 관측한 것으로 사료된다. 이러한 결과를 바탕으로 바리온 약상
호작용에 대한 새로운 이론적 모델을 위한 하이퍼핵의 거의 완전한 실험적 정보를 제시하였으며 무메존약붕괴의 모순되는 상황이 해결할 수 있을 것으로 생각한다.
핵자 간의 약상호작용에 의한 아나폴 모멘트 계산을 함에 있어서 중양성자를 고려하여 파이 중간자 교환전류, 벡터 중간자 교환 전류를 포함하여 수행하였다. 또한 쿼
크 자유도를 이용하여 중성자별의 핵물질을 연구함으로써, 중성자별에서의 기묘핵자 기여도를 연구할 수 있는 기틀을 마련하였다. 또한, 전자 산란의 준탄성 산란 영역
실험결과를 이용하여 핵자의 매질 내에서의 형태 인자, 게이지의 모호성, 전류 연산자의 모호성 등을 연구하여, 새로운 자유도에 의한 핵물질 내에서의 핵자 성질 변화
를 연구하였다.
1. 5$\Lambda$He와 12$\Lambda$C의 수명 정밀측정
2. $\{Gcy}_\{pi}-$, $\{Gcy}_\{pi}0$,의 실험 데이터를 대폭적으로 개선하여 수십 $\percnt$ 의 종래 오차를 수$\percnt$ 대로 현격하게 개선함
3. 중성자와 양성자 스펙트럼을 같은 실험 세트에서 측정하므로서 오차를 감소시킴.
4. 동시 측정을 통해 최초로 1N NMWD 기구를 실험적으로 확증함
5. 방출 입자의 각 및 에너지합 상관합수를 최초로 측정하여 $\{Gcy}_n$/$\{Gcy}_p$ 문제 완전해결
6. 붕괴 비대칭계수를 정밀 측정하여 실험간의 불일치 문제를 해결함.
7. FSI의 INC 모델 코드 개발.

Abstract ▼

The propose of the proposal is to study the weak decay of lambda 5He and 12C in both experimental and theoretical points of view with the aim
of drawing conclusions regarding the conflicting situation in the problem of non-mesonic weak decay of hypernuclei. Experimentally, we proposed to
measu

The propose of the proposal is to study the weak decay of lambda 5He and 12C in both experimental and theoretical points of view with the aim
of drawing conclusions regarding the conflicting situation in the problem of non-mesonic weak decay of hypernuclei. Experimentally, we proposed to
measure the decay particle spectra from the lambda 5He and 12C over full dynamic ranges down to 10 MeV. From these we intended to obtain much
improved total and partial decay widths and $\{Gcy}_n$/$\{Gcy}_p$ ratio, and the decay asymmetry parameter, $\alpha$nm, of $^5_{\Lambda}$Heand 12$\Lambda$C in order to resolve the current
issues of non-mesonic weak decay of $\Lambda$hypernucleus.
We have studied the weak decay of $^5_{\Lambda}$Hein both experimental and theoretical points of view with the aim of drawing conclusions regarding the
conflicting situation in the problem of non-mesonic weak decay of hypernuclei. Experimentally, we measured the decay particle spectra from the $^5_{\Lambda}$Heover full dynamic ranges down to 10 MeV, by detecting both n and p in explicit
coincidence with much improved statistics than that of previous experiments. From these we obtained much improved total and partial decay widths and $\{Gcy}_n$/Γ
p ratio, and the decay asymmetry parameter, $\alpha$ΝΜ, of $^5_{\Lambda}$Hein order to resolve
the current issues of non-mesonic weak decay of $\Lambda$ hypernucleus. In spite of the recent progress achieved at BNL and KEK, a consistent understanding of
weak decay of $\Lambda$ hypernuclei is yet to be achieved. The rapid saturation of total decay rate, np ratio puzzle, opposite sign of decay asymmetry parameter
btween $^5_{\Lambda}$Heand 12$\Lambda$C, and $\Delta$I=1/2 rule of NMWD are the concerns.
$^5_{\Lambda}$Hetogether with 12$\Lambda$C were produced via ($\{pi}^+$,K+) reaction using 1.05GeV π beams from the KEK 12 GeV proton synchrotron. Energetic protons and
neutrons from the decay were measured with 3 sets of coincidence counters that will be installed around the target. The lifetimes of the two hypernuclei
were determined directly by measuring the time delay between the production and decay using fast timing counters. The energy of protons was obtained by
TOF method. Neutrons were measured by thick scintillator counter array that surround the targets.
In parallel with the experiment, a new model calculation of the baryonic weak interaction, 4 point interaction model was done for NMWD of 5$\Lambda$He. Tostudy the weak interactions between the nucleons, we also performed
calculations for the anapole moment of the deuteron including the pion current and the vector meson currents. Also, by studying the neutron star matter
properties in terms of the quark degrees of freedom we opened opportunities for studying the weak interaction and strangeness degrees of freedom in neutron stars. We then studied the quasielastic region in the electron scattering
to look into the form factors, gauge ambiguities, current operators.
1. We have improved drastically the accuracy of the weak decay observables of $^5_{\Lambda}$Heand 12$\Lambda$C.
2. We for the first time measured the outgoing particles in coincidence, through which we have experimentally confirmed the 1N nmwd mechanism, and measured the angular and energy sum correlation.
3. We have developed an INC code for FSI calculation which can be applied not only for our NMWD study but also for other many applicaitons.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...20
• 3. 결과 및 고찰 ...55
• 4. 결론...83
• 5. 인용문헌...88