| 研究課題/領域番号 |
19K14729
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 (2020-2021)
山形大学 (2019) |
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研究代表者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 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 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は素粒子・原子核物理学の実験による研究で，陽子の構造をクォーク，グルーオンレベルで解明するためのものである。陽子が複合粒子であることは 1960 年代から認識されているが，素粒子であるクォーク，グルーオンによる具体的な構造は未解決のままである。本研究では CERN の COMPASS 国際共同研究による偏極ドレル・ヤン実験のデータを利用し，山形大学での試験的な解析結果もとにスーパーコンピュータを利用して収集した膨大なデータを解析から，陽子スピンとクォークの横方向運動量の相関を表す構造の一端を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は CERN COMPASS 国際共同研究が 2015, 2018 年に行った偏極ドレル・ヤン (DY) 測定データを解析し，標的陽子の横スピンに依存した構造，特に Sivers 分布と呼ばれる横偏極陽子中のクォークの横方向運動量の相関を記述する分布関数の研究である。DY データからの背景事象の排除，DY 過程によるμ・反μ粒子対の選択，標的陽子の偏極度解析などのあとμ・反μ粒子対角度分布の非対称度を抽出した。Sivers 分布に関する非対称度は +0.05 で，陽子構造の 3 次元的記述をする理論的な枠組みの正当性を支持するものであった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
陽子は最も身近な物質粒子の一つだが解明されていない謎がいくつも残されており，陽子スピン 1/2 の期限もその一つである。クォーク，グルーオンで陽子スピンは構成されるが，それぞれのスピンだけではなく軌道角運動量も寄与しうる。陽子構造の立体的な記述は軌道角運動量の理解に必要で，本研究による Sivers 非対称度の符号は運動量空間を 3 次元に拡張する理論的な枠組みによる予言を支持するものであった。すなわち，我々の陽子内のクォークの 3 次元的運度量の理解が正しいという大きな証拠が得られ，陽子構造の理解が大きく進歩したことを意味する。
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