Если ядро атома — это семья, то в доме обычного гелия живут два протона и два нейтрона, крепко держась за руки. А теперь представьте, что один из членов семьи — чудак, который любит гулять далеко от дома. Именно так выглядит гипертритон: в центре — обычная пара (протон и нейтрон), а вокруг них на большом расстоянии бродит гиперон — частица со странным кварком внутри.
Учёные долго не могли поймать этот «растянутый» атом: гипероны живут ничтожные доли секунды и тут же распадаются. Но на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе впервые удалось увидеть рождение гипертритона в столкновениях протонов. Оказалось, что гиперон находится от центра ядра на расстоянии около 9,5 фемтометров. Фемтометр — это миллиардная доля миллиметра, но для атомного ядра это огромная дистанция: всё равно что человек, который держится за дом верёвкой длиной в несколько кварталов.
Такая рыхлая структура — не просто курьёз. Внутри нейтронных звёзд, где вещество сжато до предела, гипероны могут появляться в огромных количествах. Зная, как они связываются с обычными частицами, физики лучше понимают, из чего состоит самое плотное вещество во Вселенной. А ещё это редкий случай, когда столкновение частиц на коллайдере помогает изучать не сами частицы, а то, как они собираются в крошечные, но настоящие атомные ядра.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.07949
The interaction between nucleons and hyperons - baryons containing a strange quark - is key to understanding the properties of dense nuclear matter, such as that expected in the interior of neutron stars. Direct scattering experiments are hindered by the short lifetime of hyperons, prompting the study of hypernuclei - bound states of nucleons and hyperons - as an alternative approach. The lightest known hypernucleus, the hypertriton ($$^3_{\Lambda}$$H), is a weakly bound state composed of a proton, a neutron and a $$\Lambda$$ hyperon, and is believed to exhibit a halo-like structure with the $$\Lambda$$ being loosely bound to a deuteron core. Based on the first measurement of hypertriton production in proton-proton collisions at the CERN Large Hadron Collider (LHC), its halo structure is confirmed. A successful description of the hypertriton production yield within the nuclear coalescence framework enables an estimation of the $$\Lambda$$ separation from the deuteron core as $$9.54^{+2.67}_{-1.11}$$ fm.
Гиперон в гипертритоне находится так далеко от центра, что если бы протон и нейтрон были размером с горошину, гиперон летал бы на расстоянии футбольного поля.