2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of quark-antiquark structure of the proton by Drell-Yan experiment SeaQuest at FNAL
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25247037
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 利明 東京工業大学, 理学院, 教授 (80251601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 健一 東京工業大学, 理学院, 助教 (20525779)
後藤 雄二 国立研究開発法人理化学研究所, その他, 研究員 (00360545)
宮地 義之 山形大学, 理学部, 准教授 (50334511)
澤田 真也 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 (70311123)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 反クォーク / ドレル・ヤン反応 / フレーバー非対称度 / 陽子の構造 / 海クォーク / パートン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、SeaQuestによりドレル・ヤン反応を用いて陽子内反クォークのフレーバー非対称度を測定する研究である。反クォークとクォークが対消滅して仮想光子ができ、それが崩壊して生成されるミューオン対を測定した。
陽子と中性子を総称して核子と呼ぶが、核子は原子の中心にある原子核を構成する粒子であり、我々の身の回りでもなじみが深い。現在の宇宙は物質優勢で、粒子からできているが、核子の中にはクォークのみでなく、その反粒子である反クォークも存在している。これを適切な実験手法で観測すれば、現在の宇宙における反粒子の特性を研究することができる。
陽子の中にある反ダウンクォークと反アップクォークの数は同じではなく、反ダウンクォークの方が多いことが高エネルギーミューオンの深非弾性散乱実験ＮＭＣで見出されている。これを「陽子内反クォークのフレーバー非対称性」という。量子色力学(QCD)では、色電荷の大きさはクォークのフレーバーに依らないので、どのような物理学の起源でこの現象があらわれるか、が大きな関心を集めている。この非対称性は、その後、ドレル・ヤン反応を用いてブヨルケンｘの関数として測られてきた。
本研究では日本・アメリカ・台湾の国際共同研究グループSeaQuestで、フェルミ国立加速器研究所の120 GeV 陽子ビームと陽子および重陽子標的を用いてドレル・ヤン反応の実験を行った。高性能の磁気スペクトロメータを建設して従来では測定ができなかったブヨルケンｘの大きな領域まで測定した。
SeaQuestは本研究期間中に実験のデータ取得を完了し、データ解析を行っている。すでに約半分のデータが解析されていて、ブヨルケンｘの測定の全領域において、反ダウンクォークの方が反アップクォークより多いことが結果として得られた。この成果を国際会議で発表しつつ、データ解析を進めている。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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