2014 Fiscal Year Research-status Report
高エネルギー光子・光子衝突における新奇なQCDメカニズムの提唱
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25610058
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
田中 和廣 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70263671)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | QCD / 光子・光子衝突 / エクスクルーシヴ / 光円錐波動関数 / ツイスト３ / QCD因子化 / ベクトル中間子生成 / グルーオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギー光子・光子衝突で、縦偏極と横偏極の中性ベクトル中間子のエクスクルーシヴな生成をQCDの短距離効果と長距離効果に因子化して計算した。この衝突で散乱角が小さい領域では、ｔチャネルでグルーオン２個を交換して各光子がベクトル中間子に遷移するプロセスが支配的となり、このとき光子が横偏極ベクトル中間子に遷移する振幅（ツイスト３インパクト・ファクター）の定式化を前年度行った。これを光子から発生した仮想クォーク・反クォーク(q-反q)ペアが２個のｔチャネル・グルーオンと結合する摂動QCD振幅と、長距離効果である横偏極ベクトル中間子光円錐波動関数との畳み込みとして具体的に計算すると、仮想q-反qペアの縦運動量割合がゼロになる寄与で畳み込み積分が発散することがわかった。この赤外発散を回避するための新たなハードスケールとして光子のバーチャリティを持ち込むことを考え、前年度のインパクト・ファクターの計算をバーチャリティQの仮想光子の場合に拡張した。Qが衝突エネルギーに比べて小さい場合に計算を行い、遷移振幅のエネルギー分母にQが現れることでツイスト３インパクト・ファクターが有限の量で得られること、Qの導入で衝突エネルギー依存性は影響を受けないことがわかった。また、ツイスト２インパクト・ファクターもバーチャリティQの仮想光子の場合に拡張し、仮想光子の縦偏極の寄与も新たに許されるので計算した。以上について学会で発表した。さらに以上の結果に基づいて、高エネルギーの実光子と仮想光子の衝突での縦偏極と横偏極の中性ベクトル中間子のエクスクルーシヴな生成の断面積を定量評価するための計算コードの作成を進めた。
関連した研究として、核子におけるツイスト３グルーオン分布として独立な２つの関数があることを定式化し、横偏極した核子スピンへのグルーオン・スピンの寄与との関係を導出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実光子から仮想q-反qペアが発生することを仮定したツイスト３インパクト・ファクターの計算を、仮想光子の場合に一般化する計算を前年度後半から行い主要な計算を終えていたが、計算途中での、衝突エネルギーの逆冪についての展開操作が非常に煩雑となり、仮想光子のバーチャリティQの導入がこの展開操作に影響を与えるかどうかの評価に不十分なところがある恐れが出た。このため、ツイスト３インパクト・ファクターの計算を仮想光子の場合に一般化する計算を、数式処理ソフトの計算コードをつくりチェックし直した。この数式処理コードを応用して、前年度には手をつけていなかった、ツイスト２インパクト・ファクターの仮想光子の場合への拡張と、仮想光子の縦偏極の寄与の計算を迅速に行うことができたが、数式処理コードの作成自体に時間を費やしたため、クォーク-反クォーク-グルーオンの３体相関効果によるインパクト・ファクターの計算を進められなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
高エネルギーの実光子と仮想光子の衝突での縦偏極と横偏極の中性ベクトル中間子のエクスクルーシヴな生成の断面積を定量評価するための計算コードの作成を完了する。このために、ツイスト２インパクト・ファクターと（仮想光子の場合の）ツイスト３インパクト・ファクターを２つのグルーオン・プロパゲーターでつないだ振幅を、衝突エネルギーの逆冪についての高次項を無視する精度で計算する数式処理コードを完成し、クォーク-反クォーク-グルーオンの３体相関効果によるインパクト・ファクターの計算もこれに組み入れる。得られた断面積の衝突エネルギー、散乱角、仮想光子のバーチャリティQへの依存性を定量的に調べる。高エネルギーの実光子と仮想光子の衝突で２つの縦偏極ベクトル中間子が生成される断面積も同様な方法で計算し、結果を比較する。
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| Causes of Carryover |
２０１５年３月にバルパライソ（チリ）で開催された国際学会に出席を予定していたので、そのための国外出張の旅費分に相当する金額を確保してあった。しかし、大学内の業務の調整がうまくつかず、結局、この国際学会への出席をとりやめざるを得なくなったため、国外出張旅費分が残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
６月にカリフォルニア（アメリカ）での国際学会、１０月に台北（台湾）での国際学会での出席・発表を予定しているので、これらの国外出張の旅費として使用予定。
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[Presentation] High-energy hadron physics at J-PARC2015
Author(s)
K. Tanaka
Organizer
KEK theory center workshop on Hadron physics with high-momentum hadron beams at J-PARC in 2015
Place of Presentation
High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba, Japan
Year and Date
2015-03-13 – 2015-03-16
Invited
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[Presentation] High-energy hadron physics at J-PARC2014
Author(s)
K. Tanaka
Organizer
4th Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
Place of Presentation
Hilton Waikaoloa Village, Hawaii Island, USA
Year and Date
2014-10-07 – 2014-10-11
Invited
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[Presentation] Transverse-spin gluon distribution function2014
Author(s)
K. Tanaka
Organizer
4th Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and the Physical Society of Japan
Place of Presentation
Hilton Waikaoloa Village, Hawaii Island, USA
Year and Date
2014-10-07 – 2014-10-11
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