2015 Fiscal Year Annual Research Report
ニュートリノで探る原子核のクォーク・グルーオン構造と標準反応模型の構築
| Project Area | Unification and Development of the Neutrino Science Frontier |
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| Project/Area Number |
25105010
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐藤 透 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10135650)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊野 俊三 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (10253577)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ反応 / 核子共鳴 / 深非弾性散乱 / 中間子生成反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
共鳴領域のニュートリノ反応の研究では、パイ中間子光子及び電子を入射粒子とする核子における中間子生成反応模型を開発した。これは現在入手可能なすべての共鳴領域におけるデータを、包括的に記述する世界初の模型である。さらに、この模型を基礎に、初めて電子散乱などの実験データで検証された、共鳴領域のニュートリノ反応模型が構築された。この模型から、ニュートリノ反応における共鳴粒子、非共鳴過程の役割を解析した。また、得られた反応振幅を、ニュートリノ原子核反応解析のGenerator開発の研究者に提供する準備を開始した。さらに、ニュートリノ重陽子反応によるパイ中間子生成過程の解析を行い、核子間終状態相互作用が非常に重要な寄与をすることを示した。
深非弾性散乱領域のニュートリノ原子核反応の研究においては、ニュートリノ原子核非弾性散乱の断面積実験データを収集し、その中で特に統計的に有意なデータセットであるNuTeV, CHORUS, CDHSWの断面積を用いて分布関数に対する原子核補正の研究を開始した。荷電レプトン散乱データから得られる原子核補正と比較した場合、中間x領域 (x=0.1-0.5)の補正が下方に、小さいx領域(x=0.01-0.05)の補正が上方になる変化が見られた。現在、 Fermilab-Minerva実験で原子核補正の測定が進んでおり、これとの対応において、またニュートリノ散乱における原子核補正メカ ニズムの解明のために有用な結果である。
ニュートリノ原子核反応の理論、実験研究者約１１０名（国内４０名、国外７０名）が一同に会した国際研究集会「NuInt15」を主催し、最新の研究成果について情報交換を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画に従い、共鳴粒子の軸性ベクトル流遷移形状因子をさらに精密に決定するために、GeV 領域ニュートリノによる中間子生成模型を完成し、さらに1パイ中間子生成過程の解析を詳しく行った。パイ中間子生成において最も重要なΔ(1232)共鳴領域における素過程のデータは、ANL,BNL において80年代に行われた重陽子を標的とした泡箱実験から得られている。従来の解析で用いられたスペクテータ近似の妥当性を調べるために、核子・パイ中間子の終状態再散乱の効果を取り入れた解析を行った。その結果ν + d ー＞ μ- + π+ + p + n など終状態2核子が陽子・中性子対となる反応では、核子間終状態相互作用が非常に重要であることが示された。この結果は、従来のニュートリノ重陽子反応から得られた素過程の実験データは見直す必要があることを示唆するなど、重要な成果が得られた。
ニュートリノ原子核非弾性散乱の断面積実験データは、アイソスカラー補正をしたものが発表されている場合もあるため、この点を 実験研究者と議論して確認し、包括的解析に利用できるデータセットを準備した。それらのデータの包括的解析を行いパートン分布関数の原子核補 正を求めた。公開できる分布関数コードの発表には至らなかったが、ニュートリノ散乱を用いた分布関数の原子核補正の予備的結果を得ることに成 功し、この結果をニュートリノ原子核相互作用国際会議で講演し、プロシーデングとして発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の研究成果をふまえて、今年度は、共鳴領域および深非弾性散乱領域それぞれの領域におけるニュートリノ原子核反応模型の構築に向けて、以下の研究を行う。
共鳴領域のニュートリノ原子核反応の研究においては、光反応、電子・原子核散乱の解析を行い、原子核媒質効果に対する模型の検証を行い、確認の後ニュートリノ反応へ応用する。具体的には、前年度開始した運動量移行4GeV2>Q2,不変質量4GeV2>W2の領域における2パイ中間子生成を含むニュートリノ核子反応模型を原子核のニュートリノ反応に適用する研究をさらに推進する。まず原子核強度関数を用い、ニュートリノ・原子核inclusive断面積を解析し、従来のニュートリノ反応解析に用いられてきたシミュレーション模型との比較検討を行う。また大きな核子数のニュートリノ原子核反応を解析するために、デルタ空孔模型の定式化及びコードの開発を引き続き行う。解析結果は逐次、新学術研究「ニュートリノフロンティアの融合と進化」における他の計画研究グループと連携し、T2K 実験、SK 実験などのデータと比較・検討することにより、ニュートリノ反応模型の検証と改良を行う。
深非弾性散乱領域のニュートリノ原子核反応の研究においては、ニュートリノ・原子核深非弾性散乱断面積のデータを解析し原子核パートン分布関数を求める。この結果を荷電レプトン・原子核深 非弾性散乱断面積の実験データを用いた分布関数の結果と比較し、両者にnCTEQが提案した様な有意な差異があるか検討する。深非弾性散乱領 域の結果とQ2<1 GeV2の共鳴領域の断面積を比較検討し、２つの領域を繋げるコード作成に着手する。
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[Presentation] Neutron-proton correlations in 4He2015
Author(s)
W. Horiuchi
Organizer
The 2nd International Workshop & 12th RIBF Discussion on Neutron-Proton Correlations
Place of Presentation
University of Hong Kong, Hong Kong, China
Year and Date
2015-07-06 – 2015-07-09
Int'l Joint Research / Invited
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