電子・陽子衝突による新粒子の探索と陽子構造の研究

通过电子/质子碰撞寻找新粒子并研究质子结构

基本信息

批准号：
11206201
负责人：
徳宿克夫
金额：
$ 89.15万
依托单位：
The High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

ドイツ電子シンクロトロン研究所(DESY)に建設した電子・陽子衝突型加速器HERAを用いて、電子陽子間の相互作用を精密に測定し、新粒子の探索と陽子構造を測定することがこの研究の目的である。測定に用いるZEUS実験装置は、我々を含む14カ国の国際共同により建設し改良を加えた。ビームと残留ガスとの反応によるバックグランドが非常に大きくなる問題が生じたが、これに対処するためにビーム衝突点付近の加速器改造を行い、10月から定常運転を始めた。実験条件は格段に良くなり問題点を解決できた。3月には瞬間衝突輝度が3×10^<31>cm^<-2>s^<-1>まで上がり、改造前の2倍以上を達成した。今後さらに改良していく計画である。我々の担当しているシリコン高精度飛跡検出器とトリガーシステムは順調に稼動している。この定常運転で収集した偏極陽電子と陽子の衝突反応を解析して、特に高い運動量移行(Q^2>200GeV^2)での中性流及び荷電流での断面積の測定を進めた。平成12年までに収集した無偏極のデータの解析は順調に進んだ。高い運動量移行(Q^2>200GeV^2)での解析は完了した。これらのデータの中から新粒子の探索を進めた。例を挙げると、レプトンとハドロンの性質をあわせ持った粒子であるレプトクォーク等、標準模型を超える理論で予測される新粒子の探索を、平成6年から12年までのすべてのデータを用いて行った。探索の結果このような粒子は発見されず、質量200GeVから400GeVの広い範囲で結合定数の上限を得た。また、陽子を構成するクォークの大きさを測定した。その半径は0.85×10^<-16>cmより小さいことがわかり、この精度でクォークが構造の無い素粒子であることがわかった。回折反応では、包括断面積、ベクター中間子の生成断面積の測定を進めた。ジェット生成断面積の測定に着手し、量子色力学のモデルとの比較を進めている。

这项研究的目的是准确测量电子质子之间的相互作用，搜索新颗粒并使用HERA电子普罗氏素碰撞加速器测量质子结构，该质子结构在德国电子同步研究所（DESY）上构建。来自包括美国在内的14个国家 /地区的国际合作构建和改进了用于测量的宙斯实验设备。问题是由于梁和残余气体之间的反应，背景非常大，但是为了解决这一点，在梁碰撞点附近修改了加速器，稳态操作于10月开始。实验条件已大大改善，并且解决了问题。 3月，瞬时碰撞亮度上升至3x10^<31> cm^<-2> s^<-1>，达到了修改前的两倍以上。我们计划将来进一步改善它。我们的硅高精度轨道检测器和触发系统运行顺利。分析了在此稳态操作过程中收集的极化正（质子）和质子之间的碰撞反应，并在特别高的动量转移下测量了中性电流和电荷电流的横截面区域（q^2> 200GEV^2）。对2000年收集的非极化数据的分析正在顺利进行。具有高动量传递的分析（Q^2> 200GEV^2）。我们开始从这些数据中搜索新粒子。例如，我们使用从1994年到2010年的所有数据来搜索由理论预测的新粒子，例如标准模型，例如Leptoquark，例如Leptoquark，它结合了lept子和哈子的特性。搜索没有发现这样的颗粒，并且在200 GEV到400 GEV的广泛质量中获得了结合常数的上限。还测量了构成质子的夸克的大小。发现其半径小于0.85×10^<-16> cm，并且以这种准确性，夸克被发现是一个没有结构的基本粒子。在衍射反应中，测量是对载体介子形成的综合横截面区域和横截面区域进行的。我们已经开始测量生成喷射的横截面区域，并将它们与量子色机械师的模型进行了比较。