地球上にない二重ラムダ超原子核の同定に四半世紀ぶりに成功

－歴史上2例目の快挙、核力の理解から中性子星内部の謎に迫る－

発表概要

　理化学研究所（理研）開拓研究所齋藤高エネルギー原子核研究室のヤン・ヘ国際プログラム・アソシエイト（研究当時）、齋藤武彦主任研究員、仲澤和馬客員主管研究員（岐阜大学教育学部招へい教員、福井大学附属国際原子力工学研究所客員教授）、立教大学大学院人工知能科学研究科の瀧雅人准教授、笠置歩助教（研究当時）らの国際共同研究グループは、大強度陽子加速器施設「J-PARC」[1]においてK中間子[2]ビームが照射されたJ-PARC E07実験[3]の写真フィルムデータを深層学習[4]モデルを駆使して解析し、ハイペロン[5]が二つ束縛された二重超原子核（ダブルハイパー核）[6]の一種であるダブルラムダハイパー核[7]の歴史上2例目の同定に成功しました。
　本研究結果は、今後の二重超原子核の大量検出を通した核力の研究を進める上で重要な布石となることが期待されます。
　J-PARC E07実験では、地球上に自然には存在しない超原子核（ハイパー核）[6]を人工的につくり、ハイペロンの原子核中における振る舞いを解析することで、核力の理解だけでなく中性子星内部構造の謎をも解き明かそうとしています。
本研究は、深層学習を活用した特殊な写真フィルムの解析技術をダブルラムダハイパー核の生成・崩壊に伴う飛跡がつくる複雑な構造を検出できるように発展させることで、ホウ素11原子核[8]に二つのラムダ粒子[5]が束縛されたホウ素13ダブルラムダハイパー核生成の同定に成功しました。これは2001年に歴史上初めてダブルラムダハイパー核が同定されてから、およそ四半世紀を経ての歴史上2例目の快挙です。
　本成果は科学雑誌『Nature Communications』オンライン版（12月12日付）に掲載されました。

論文名

Artificial intelligence pioneers the double-strangeness factory

著者

Yan He, Takehiko R. Saito, Hiroyuki Ekawa, Ayumi Kasagi, Yiming Gao, Kazuma Nakazawa, Christophe Rappold, Masato Taki, Yoshiki K. Tanaka, He Wang, Ayari Yanai, Junya Yoshida, Hongfei Zhang
理化学研究所　開拓研究所　齋藤高エネルギー原子核研究室
　基礎科学特別研究員（研究当時）　江川弘行（エカワ・ヒロユキ）（最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部研究DX基盤開発チーム　専門技術員）
　客員主管研究員　仲澤和馬（ナカザワ・カズマ）（岐阜大学　教育学部　招へい教員、福井大学附属国際原子力工学研究所　客員教授）
　主任研究員　齋藤武彦（サイトウ・タケヒコ）
　研究員　田中良樹（タナカ・ヨシキ）
　大学院生リサーチ・アソシエイト　箭内彩里（ヤナイ・アヤリ）
　国際プログラム・アソシエイト（研究当時）　イーミン・ガオ（Yiming Gao）
　国際プログラム・アソシエイト（研究当時）　エンチャン・リュウ（Enqiang Liu）
　国際プログラム・アソシエイト（研究当時）　ヤン・へ（Yan He）
　客員研究員　ヘ・ワン（He Wang）
東北大学　国際放射光イノベーション・スマート研究センター
　准教授　吉田純也（ヨシダ・ジュンヤ）
立教大学　大学院人工知能科学研究科
　准教授　瀧　雅人（タキ・マサト）
　助教（研究当時）　笠置　歩（カサギ・アユミ）
Instituto de Estructura de la Materia（IEM）、CSIC（スペイン）
　研究員　クリストフ・ラッポルド（Christophe Rappold）

掲載誌

「Nature Communications」

DOI

10.1038/s41467-025-66517-x
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研究者情報

仲澤　和馬　客員教授

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