2020 Fiscal Year Research-status Report

Study of correlation between proton spin and quark momentum in the polarized Drell-Yan process

Research Project

Project/Area Number	19K14729
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	糠塚元気国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 理研BNLセンター研究員 (00824864)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	核子構造 / 高エネルギーQCD / 陽子スピンの起源 / ドレル・ヤン過程 / 偏極標的 / TMD-PDFs
Outline of Annual Research Achievements	本研究は CERN の COMPASS 国際共同研究が 2015, 2018 年にハドロンビームと横偏極陽子標的を用いた偏極ドレル・ヤン過程の測定から，クォークの横運動量に依存したパートン分布関数 (TMD-PDFs) の一つである Sivers 関数の情報を得ることが目的である。Sivers 関数の値の有無はクォークの軌道角運動の有無に関連し，陽子スピンの起源の理解につながる。 2020 年度は 2018 年に収集したデータの解析を進めている。収集したデータに記録されている信号情報を物理解析を行える状態へ解釈する再構成の段階で 2018 年データ特有の状況，現象への対処が必要であり，地道な確認作業やテストを進めてきた。特にトリガーホドスコープの検出効率の位置依存性は偽の非対称度を作り出す可能性があり，丁寧な解析を行う必要があった。トリガー関係の研究がほぼ完了しており，非対称度決定に取り組んでいる。2015 年データと 2018 年データの系統的な違いの理解を進め，両方を合わせたデータから非対称度を決定し，Sivers 関数の符号決定精度を上げる。物理解析には標的の偏極度が必要であり，標的偏極度の解析を行った。前年度に偏極度を得ており，回路特性の補正の最終確認や誤差の見積もりを行った。結果についての最終的な議論を標的グループ内で行い，2018 年の偏極度解析を終了させた。物理解析とは独立に，本実験で使用した偏極標的についての結果をまとめ，論文として出版する準備を進めている。 2020 年 8 月に日本物理学会秋季大会で本研究に関連する COMPASS の状況を報告した。2021 年 2 月の2021 年 2 月に開催された研究会「日本のスピン物理学の展望」では COMPASS の偏極標的について報告した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 2018 年に収集したデータの解析を進めている。同様の測定を 2015 年に行っており，解析のおおよその流れを踏襲して一部のデータを解析し，非対称度の速報値を得た。だが生データに記録されている信号情報を物理解析を行える状態へ解釈する再構成の段階で 2018 年データ特有の状況，現象への対処が必要であり，地道な確認作業やテストを進めている。特にトリガーホドスコープの検出効率の位置依存性は偽の非対称度を作り出す可能性があり，丁寧な解析を行う必要があった。物理解析には標的の偏極度が必要であり，標的偏極度の解析を行った。前年度に偏極度を得ており，回路特性補正の最終確認や誤差の見積もりを行った。結果についての最終的な議論を標的グループ内で行い，偏極度解析を完了させた。物理解析とは独立に，本実験で使用した偏極標的についての結果をまとめ，論文として出版する準備を進めている。 2020 年 8 月に日本物理学会秋季大会で本研究に関連する COMPASS の状況を報告した。2021 年 2 月に開催された研究会「日本のスピン物理学の展望」では COMPASS の偏極標的について報告した。 COVID-19 の影響で国内外の移動が制限され，計画していた CERN への渡航を中止せざるを得なかった。
Strategy for Future Research Activity	COVID-19 の影響はまだ存在し，CERN に渡航して現地で議論を行うことは難しいのが現状である。状況が好転するまではビデオ会議等を活用し研究をすすめる。 2018 年データ解析で進めていたトリガー関係の研究がほぼ完了しており，非対称度決定に取り組む。2015 年データと 2018 年データの系統的な違いの理解を進め，両方を合わせたデータから非対称度を決定し，Sivers 関数の符号決定精度を上げる。研究結果は国内，国際学会で積極的に報告する予定である。偏極度解析はすでに完了し，論文執筆の段階にある。すでに草稿ができており，標的グループで内容の精査を行っており，年度前半の投稿を目標としている。
Causes of Carryover	COVID-19 による海外への渡航制限とのため旅費の支出がなくなってしまった。国内学会もリモート開催になったため出張する必要がなくなった。