2023 Fiscal Year Research-status Report
超高温高密度下における宇宙最速渦とスピン偏極メカニズムの解明
| Project/Area Number |
22K03648
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
新井田 貴文 筑波大学, 数理物質系, 助教 (00861808)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Keywords | 偏極 / 渦 / 高エネルギー原子核衝突 / 同重体 / 強磁場 / ハイペロン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、相対論的原子核衝突において観測された偏極および渦現象のメカニズム解明を目的としている。STAR実験で取得された同重体衝突データの解析から、楕円膨張フローおよび三角膨張フロー起源による偏極を初めて観測し、局所渦の生成を明らかにした。この結果はスピンパズル解明に有用な実験データであり、Physical Review Lettersに出版された。一方、グローバル偏極に関しては、初期強磁場から期待される粒子、反粒子間の違いは、200 GeV同重体衝突データおよび19.6 GeVと27GeVの低エネルギー金原子核衝突において観測されなかったが、局所熱平衡の仮定のもとでフリーズアウト時の磁場強度に制限をかけることができた。また、同重体と金原子核衝突の比較より、理論モデルで予測されている衝突系システムサイズの依存性は見られず、初期角運動量だけでなく、系の寿命や粒子放出のタイミングなどによって観測される偏極が変化し得ることを示唆する結果となった。このグローバル偏極測定結果については、STAR実験内で論文提案を行い、承認されたところであり、現在投稿論文の準備をしている。
これらの結果については、第25回スピン物理国際シンポジウム（SPIN2023）での招待講演を含む３つの国際会議と国内での招待講演セミナーにて発表を行なった。また、これまでの成果が評価され、２件のレビュー論文に共同著者として招待され、１件は執筆を終えて提出を完了し、もう１件は現在執筆中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
同重体衝突での三角フロー起源の局所偏極の初観測に成功し、Physical Review Lettersへ出版した（Phys. Rev. Lett. 131, 202301 (2023)）。また同データを使ったグローバル偏極についてもSTAR実験グループ内で論文提案をしており、期待通りの成果を出していると考える。一方で、RHIC加速器の問題により、2023年の物理ランが途中で終了してしまい、出張計画に変更が生じるとともに、2023年ランでは当初予定の６割程度のデータ取得に留まった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は、同重体衝突でのグローバル偏極に関する論文を出版するために、引き続き論文執筆作業を進め、内部レビューを経て、年度内の論文提出および出版を目指す。2024年4月中旬よりSTAR実験の物理ランが始まるため、リモートでのオンラインデータQAへの貢献、および現地へ赴いて実験に参加し、高品質データの取得を行う予定である。また、2023年に取った金原子核衝突データの校正が終わり次第、オフラインデータのQAおよび偏極の粒子種依存性の解析を始める。検出器アップグレード後の最初の200 GeV高統計データなので、機械学習を活用し、粒子識別、特にマルチストレンジネスの識別能力向上を図る。
|
| Causes of Carryover |
RHIC加速器の不具合により、2023年の実験が当初計画の半分の日程で終了してしまった。このためにSTAR実験参加のために計画していた米国BNL研究所への出張を中止せざるを得なくなり、予算の一部を次年度に持ち越すこととした。2024年度は、4月に米国物理学会への招待講演、9月に実験シフトのためのBNL出張を予定している。円安が続いており、また物価高の影響もあり、おそらく2回の海外出張で今年度および昨年度からの残予算をほぼ使う予定である。
|
