Study of origin of flavor asymmetry of anti-quarks in the proton by Drell-Yan experiment

德雷尔-颜实验研究质子中反夸克味不对称的起源

基本信息

批准号：
20K04000
负责人：
柴田利明
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的は、陽子や中性子（総称して核子と呼ぶ）の中の反クォークのフレーバー非対称性の測定である。核子の中では、グルーオンがクォークと反クォークに乖離し、またグルーオンに戻る、ということが随時起こっていると考えられる。このようにして生成されるクォーク・反クォーク対は、海クォークと呼ばれている。量子色力学によれば、グルーオンからクォーク・反クォーク対への乖離は、クォークの色電荷によって決まり、フレーバーに依らない。したがって、uクォークと反uクォークの対は、dクォークと反dクォークの対と同じ数だけ生成されると期待される。陽子の質量と比べると、uクォークとdクォークの質量はいずれもたいへん小さいので、終状態の位相空間を考慮にいれても同じ数だけ生成されると期待される。しかし、1991年にNMCグループの深非弾性散乱の実験により、フレーバー非対称性があることが報告された。陽子の中では反dクォークの方が反uクォークよりも多い。本研究では、このフレーバー非対称性をドレル・ヤン反応を用いて調べている。ドレル・ヤン反応では常に反クォークが反応に関わっているので、反クォークの研究に適している。アメリカ・フェルミ国立研の120 GeV 陽子ビームを用いた。本研究を行っている国際共同研究グループSeaQuestは、2021年にNature誌に論文を発表したが(The asymmetry of antimatter in the proton, Nature 590, 561-565 (2021))、2022年には実験の装置や理論的検討の詳細を記述した論文をまとめた（投稿済み、査読中）。これらは陽子標的と重陽子標的のドレル・ヤン反応の微分断面積の比から導出したものであったが、2022年には更にドレル・ヤン反応の微分断面積の絶対値の測定の解析も進めた。ドレル・ヤン反応の角度分布の検討も行った。

这项研究任务的目的是测量质子和中子中抗夸克的风味（统称为核）。在细胞核中，人们认为胶水在夸克和反Queks之间有所不同，并随时返回胶水。以这种方式产生的夸克和抗胡克对被称为海Queks。根据量子颜色力学的说法，胶水与夸克和抗胡克对之间的差距取决于夸克的颜色电荷，并且不取决于风味。因此，预计这对U -Quek和Anti -u -Quek将产生与D -Quark和D -Quark的对一样多。与质子的质量相比，u -Quek和d -Quark的质量很小，因此即使考虑了状态末端的相位空间，也可以预期也会产生相同的数字。然而，在1991年，NMC集团的深弹性散射实验报告说存在风味不对称性。抗-d -quek比质子中的抗-u Quek更普遍。在这项研究中，使用Dorel Yang反应检查了这种风味不对称性。在Dorel Yang反应中，反应总是参与反应，因此适用于反Quek研究。美国使用了美国120 GEV Yoko横梁。正在进行这项研究的国际联合研究小组Seaquest在2021年发表了一篇论文（Proton中的反物质的不对称性，Nature 590，561-565（2021）），但在2022年，一份汇编了一份论文设备和理论研究的详细信息（发布和审查）。这些是从质子靶和瑜伽靶之间的Dorel Yang反应的差异截面的比率中得出的，但是在2022年，对Dorel Yang反应的绝对值进行了分析。还检查了Dorel Yang反应的角度分布。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

台湾Academia Sinica/National Kaohsiung Normal Univ.(その他の国・地域)

台湾中央研究院/国立高雄师范大学（其他国家/地区）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

HERMESによる横偏極陽子標的の電子深非弾性散乱の測定

使用 HERMES 测量横向偏振质子靶的电子深非弹性散射

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Okamoto Kohei;Nakano Yuuki;Ito Shintaro;柴田利明
通讯作者：
柴田利明

フェルミ国立加速器研究所/アルゴンヌ国立研究所/ロスアラモス国立研究所(米国)

费米国家加速器实验室/阿贡国家实验室/洛斯阿拉莫斯国家实验室（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

フェルミ国立加速器研究所/イリノイ大学/ロス・アラモス国立研究所(米国)

费米国家加速器实验室/伊利诺伊大学/洛斯阿拉莫斯国家实验室（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The asymmetry of antimatter in the proton

DOI：
10.1038/s41586-021-03282-z
发表时间：
2021-02
期刊：
Nature
影响因子：
64.8
作者：
J. Dove;B. Kerns;R. McClellan;S. Miyasaka;D. H. Morton;K. Nagai;S. Prasad;F. Sanftl;M. Scott;A. Tadepalli;C. Aidala;J. Arrington;C. Ayuso;C. L. Barker;C. Brown;W. Chang;A. Chen;D. Christian;B. Dannowitz;M. Daugherity;M. Diefenthaler;L. El Fassi;D. Geesaman;R. Gilman;Y. Goto;L. Guo;R. Guo;T. Hague;R. Holt;D. Isenhower;E. Kinney;N. Kitts;A. Klein;D. Kleinjan;Y. Kudo;Ching Him Leung;P. Lin;K. Liu;M. Liu;W. Lorenzon;N. Makins;M. D. de Medeiros;P. McGaughey;Y. Miyachi;I. Mooney;K. Nakahara;K. Nakano;S. Nara;J. Peng;A. Puckett;B. Ramson;P. Reimer;J. Rubin;S. Sawada;T. Sawada;T. Shibata;D. Su;M. Teo;B. Tice;R. Towell;S. Uemura;S. Watson;S. Wang;A. Wickes;J. Wu;Z. Xi;Z. Ye
通讯作者：
J. Dove;B. Kerns;R. McClellan;S. Miyasaka;D. H. Morton;K. Nagai;S. Prasad;F. Sanftl;M. Scott;A. Tadepalli;C. Aidala;J. Arrington;C. Ayuso;C. L. Barker;C. Brown;W. Chang;A. Chen;D. Christian;B. Dannowitz;M. Daugherity;M. Diefenthaler;L. El Fassi;D. Geesaman;R. Gilman;Y. Goto;L. Guo;R. Guo;T. Hague;R. Holt;D. Isenhower;E. Kinney;N. Kitts;A. Klein;D. Kleinjan;Y. Kudo;Ching Him Leung;P. Lin;K. Liu;M. Liu;W. Lorenzon;N. Makins;M. D. de Medeiros;P. McGaughey;Y. Miyachi;I. Mooney;K. Nakahara;K. Nakano;S. Nara;J. Peng;A. Puckett;B. Ramson;P. Reimer;J. Rubin;S. Sawada;T. Sawada;T. Shibata;D. Su;M. Teo;B. Tice;R. Towell;S. Uemura;S. Watson;S. Wang;A. Wickes;J. Wu;Z. Xi;Z. Ye