陽子スピン構造における海クォーク偏極度の寄与の解明

阐明海洋夸克极化对质子自旋结构的贡献

基本信息

批准号：
09J00901
负责人：
中村克朗
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00901/
关键词：
核子核子構造スピン RICH PHENIX トリガー回路構造関数 RHIC ハドロン実験

项目摘要

平成23年度における研究の主な成果として、以下の点が挙げられる。まず2011年に我々がこれまで開発してきたトリガーを用いて重心エネルギー500GeV偏極陽子陽子衝突実験でのデータの取得することに初めて成功した。このデータから前後方でのμ粒子の全収量を測定した。さらにシュミレーションを用いたカットパラメーターの最適化、ハドロンなどからくるバックグラウンドの割合の見積もりを行った。また取得データを用いた各種トリガー効率のルミノシティ依存性の評価、およびminimum biasトリガーにおける重複カウントの影響の評価を行い、解析においてこれらの影響を補正した。以上の評価結果から前後方におけるμ粒子の生成断面積を求めた。またμ粒子の全収量におけるWボソン起源のμ粒子の混合割合を導出した。この割合は最終的目標であるスピン非対称度測定において非常に重要な量となる。さらに全μ粒子のスピン非対称度をもとめ、これに上記の混合割合を加味することにより初の前後方におけるWボソン起源のμ粒子生成のスピン非対称度の測定に成功した。現在はこの結果を盛り込んだ論文作成のため、バックグラウンドの更なる理解を行い解析の精度向上に努めている。またμ粒子トリガーの棄却率を向上し、より高輝度でのデータ収集でも耐えられるようにするために、トリガー条件に新たな検出器RPCからの信号も加えるためにテストを行った。これによりトリガーシステムへのRPCの組み込みに成功し、これまでのトリガーに比べ収集効率を維持したまま高い棄却率を獲得できることを確認した。加えてトリガーシステムの安定性の向上のため回路上のFPGAの改良を行った。これにより、出力信号のタイミングを約10nsec早めることに成功し、また各種エラーの詳細な情報のVMEからの読み出しを可能にした。現在はさらに測定の統計を上げるために、この新しいμ粒子トリガーシステムを用いた重心エネルギー500GeV偏極陽子陽子衝突実験データの収集を行っており安定した動作を確認している。このデータ収集により前年度に対し約2倍のμ粒子の統計が見込まれる。また今回のデータ取得に向けμ粒子飛跡検出器の位置分解能向上にためにアノードラインの時定数の変更を行った。これにより今回取得したデータはよりクォリティーの高いものとなっていることが期待される。以上のようにこの研究の目標である初の前後方におけるWボソン起源のμ粒子生成のスピン非対称度の測定に成功した。現在はこのデータを用いた論文作成を行い博士号を取得する予定である。

2011年度的主要研究成果如下。首先，2011年，我们利用自己开发的触发器，首次成功获取了质心能量为500 GeV的极化质子-质子碰撞实验的数据。根据该数据，确定前后μ颗粒的总产量。此外，我们使用模拟来优化切割参数并估计来自强子的背景比例。我们还使用获取的数据评估了各种触发效率的光度依赖性，并评估了重复计数对最小偏差触发的影响，并在分析中校正了这些影响。根据以上的评价结果，求出前后方向的μ粒子生成截面积。我们还推导出源自W玻色子的μ粒子在μ粒子总产量中的混合比例。这个比率对于测量自旋不对称性的最终目标来说是一个非常重要的量。此外，通过测定所有μ粒子的自旋不对称性并添加上述混合比例，我们首次成功测量了源自W玻色子的μ粒子的产生在前后方向的自旋不对称性。目前，为了撰写一篇包含这些结果的论文，我们正在努力进一步了解背景并提高分析的准确性。此外，为了提高μ粒子触发器的抑制率，使其在更高亮度下采集数据时也能持久耐用，我们进行了将来自新探测器RPC的信号添加到触发条件中的测试。结果，我们成功地将 RPC 纳入触发系统，并确认与传统触发器相比，可以在保持收集效率的同时获得高拒绝率。另外，我们对电路上的FPGA进行了改进，提高了触发系统的稳定性。结果，我们成功地将输出信号的时序提前了大约10 ns，并且还可以从VME读取有关各种错误的详细信息。目前，为了进一步完善测量统计，我们正在利用这种新型μ粒子触发系统收集极化质子能量为500 GeV的质子-质子碰撞实验数据，并已证实运行稳定。通过本次数据收集，预计μ粒子的统计量将比上年增加一倍左右。此外，为了获得该数据，我们改变了阳极线的时间常数，以提高μ粒子径迹探测器的位置分辨率。预计此次获得的数据质量将会更高。如上所述，我们首次成功测量了源自W玻色子的μ粒子产生过程中前后方向的自旋不对称性，这也是本研究的目标。目前，他计划利用这些数据撰写论文并获得博士学位。