美因茨约翰内斯·古腾堡大学(JGU)美因茨微型加速器(MAMI)的A1合作组国际研究团队，以前所未有的精度成功测定了超氚核的结合能。相关研究成果已发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。
超氚核是已知最轻的超核，是人工合成的氢同位素，除质子和中子外还含一个Λ超子。虽超核存在时间仅几千亿分之一秒，但能为我们深入了解维系原子核、构成宇宙物质结构基本力的强相互作用提供独特视角。超氚核仅由三个粒子组成，非常适合精确检验超子 - 核子相互作用的理论模型。美因茨大学核物理研究所的帕特里克·阿亨巴赫教授称，因其结构简单，性质对潜在核力高度敏感，最新测量结果清楚表明这种相互作用比人们长期认为的要强，是解决多年难题的重要一步。
为解决相关问题，MAMI开展了全面超核研究计划，其核心是一套高分辨率三光谱仪装置，并辅以一台专为超核实验开发的第四光谱仪，实现了国际领先的测量精度。MAMI早期实验已表明超氢 - 4和超氦 - 4质量差异大，显示核力性质未被完全理解。2022年超氚测量中，实验装置进一步优化，使用了新开发的锂靶，该靶由电子束击中，具有独特细长几何形状，可最大限度减少射向高分辨率光谱仪粒子的能量损失。
本实验中，团队高精度测定了超氚核衰变产生的π介子的能量，这是精确测定超核结合能的关键因素。通过与已精确测量的超氢 - 4的衰变直接比较，对实验进行了极其精确的校准。数据分析工作与日本合作伙伴密切合作完成，尤其是东北大学木野凉子博士在其博士研究框架内进行，木野博士因研究成果荣获多项奖项。
这项新研究成果与欧洲核子研究中心(CERN)的ALICE实验、美国长岛RHIC加速器的STAR实验等国际大型实验成果相当。测得的结合能高于一些早期乳胶和重离子实验报道值，但与最新的STAR数据吻合良好，表明Λ超子与剩余氢核之间的相互作用比之前假设的更强。
研究结果对强相互作用的理论模型提出了新限制，影响了对假想的Λ - 中子 - 中子核等奇异系统的讨论，也为解决长期存在的“超氚核之谜”做出重要贡献。可见宇宙主要由氢构成，稳定氢原子核含一个质子或一个质子 - 中子对，若添加超子等奇异核成分会形成超氢核，这些寿命极短的系统至今未被完全理解。
美因茨原子核研究所(MAMI)独特的设施推动了对这些系统的研究取得重大进展，为理解原子核中的基本作用力提供新动力。其运营的超核数据库hypernuclei.kph.uni-mainz.de，已成为全球超核测量比较的参考标准。
