ハイパー核は、我々の身の回りの物を形作るような状態では存在していません。陽子と中性子から構成されている通常の原子核に対して、ハイパー核は陽子と中性子の他に ハイペロン と呼ばれる粒子を含んでいます。一つ例をとってみると、炭素12Λ(ラムダ)ハイパー核(12ΛＣ)は、陽子６個と中性子５個、それに約100億分の１秒の寿命しかないΛ粒子１個から成り立っています。核子がu-quarkとd-quarkから構成されているのに対して、Λ粒子はu-quarkとd-quarkとs-quarkから構成されています。
ハイパー核を人工的に作り出すのは容易なことではありません。シングルハイパー核(Λ核)でも、これまでに約30種類が見つかっているのみです。ハイパー核の生成には、原子核を標的としてこれに何らかの方法でs-quarkを注入しなければなりません。現在よく用いられているハイパー核生成反応には、
(K-,π-)反応 〔K-＋ｎ→Λ＋π-, Σ0＋π-〕
(π+,K+)反応 〔π+＋ｎ→Λ＋Ｋ+, Σ0＋Ｋ+〕
があります。反応には様々なものがありますが、それぞれ特徴をもったハイパー核を生成するために、用途に応じて用いる反応やビーム(K-やπ-)のエネルギーを変えています。同時に、散乱されて出てくるK+のエネルギーも、生成したという情報を効率的に得るための指標となります。ダブルハイパー核（ΛΛ核）の生成
ΛΛ核の生成には、図１ 図２のような方法が考えられます。Direct process(図１)は、K-中間子ビームを標的となる原子核の陽子と反応させ、直接ΛΛ核やＨダイバリオンを生成する方法です。一方、図２に示すような(K-,K+)反応で生成されたΞ-を、標的とは別の原子核に吸収させる方法では、Ξ-原子を通してダブルハイパー核やＨダイバリオンを生成します。私たちは図２の方法で、ΛΛ核を生成し研究しています。
約1.7GeV/cの運動量を持つK-中間子ビームが、標的原子核内の陽子と反応しK+中間子が放出される反応を選別すると、S=-2のΞ-が生成される反応を効率よく選別できます[ｐ(K-,K+)Ξ-反応：K-＋p → Ξ-＋K+]。(K-,K+)反応によって飛び出したΞ-粒子は、運動エネルギーを失いながら物質中を飛行し最終的に静止します。その直後"−"(マイナス)の電荷をもつΞ-粒子は、"＋"( )の電荷を持つ近辺の原子核に引き寄せられ、そこにΞ原子ができます。通常の原子では、核のまわりを電子が取り囲んでいますが、Ξ原子とは、一個の電子がΞ-粒子に置き変わったようなイメージです。しかしΞ-粒子は、陽子の約1.5倍、電子の約2600倍も重いので、その軌道半径は電子の場合と全く異なり、核のごく近傍になります。そこで、Ξ-原子では、Ξ-と核の陽子との反応が起こります。この解放エネルギー28MeVの発熱反応では、Λハイペロンを２つ生成します[Ξ-ｐ → ΛΛ＋28MeV]。生成された２個のΛハイペロンは ΛΛ核や、２個のΛ核、またはΛ核とΛ粒子、２個のΛ粒子などに崩壊します。
図１ Direct process
図２. Via Ξ-atom
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