利用在飞行过程中$^4$He$(K^-, π^0)^4_Λ$H反应精确测量$^4_Λ$H超核寿命
Precise lifetime measurement of $^4_Λ$H hypernucleus using in-flight $^4$He$(K^-, π^0)^4_Λ$H reaction
AI总结：
本研究在J-PARC强子设施利用在飞行$K^-$+⁴He反应，首次通过π⁰衰变γ射线筛选⁴ΛH超核束缚态，测得其寿命为206±8(stat.)±12(syst.)ps，是迄今最精确结果之一，为同位旋配对超核研究开辟新路径，后续将测量超氚核寿命。
摘要：
我们在J-PARC强子设施上，利用在飞行过程中的$K^-$ + $^4$He $\rightarrow$ $^4_Λ$H + $π^0$反应，对$^4_Λ$H超核寿命开展了新的测量。我们首次证明，仅利用$π^0$衰变产生的$\boldsymbol{γ}$射线能量，就能有效筛选出超核束缚态。这为通过与($K^-$, $π^-$)反应的数据对比，系统研究同位旋配对超核提供了可能。作为该方法的首次应用，我们得到的$^4_Λ$H寿命结果为$τ(^4_Λ\boldsymbol{\rm{H}}) = 206 \boldsymbol{\rm{±}} 8 (\boldsymbol{\rm{stat.}}) \boldsymbol{\rm{±}} 12 (\boldsymbol{\rm{syst.}})\boldsymbol{\rm{\rm{ps}}}$，是迄今最精确的测量结果之一。我们还准备在近期利用相同装置测量超氚核（$^3_Λ$H）的寿命。
英文摘要：
We present a new measurement of the $^4_Λ$H hypernuclear lifetime using in-flight $K^-$ + $^4$He $\rightarrow$ $^4_Λ$H + $π^0$ reaction at the J-PARC hadron facility. We demonstrate, for the first time, the effective selection of the hypernuclear bound state using only the $γ$-ray energy decayed from $π^0$. This opens the possibility for a systematic study of isospin partner hypernuclei through comparison with data from ($K^-$, $π^-$) reaction. As the first application of this method, our result for the $^4_Λ$H lifetime, $τ(^4_Λ\mathrm{H}) = 206 \pm 8 (\mathrm{stat.}) \pm 12 (\mathrm{syst.})\ \mathrm{ps}$, is one of the most precise measurements to date. We are also preparing to measure the lifetime of the hypertriton ($^3_Λ$H) using the same setup in the near future.
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