核子スピン構造の解明と偏極標的の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07102008
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 堀川 直顕 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (70022697)
• 研究分担者: 長谷川 武夫 宮崎大学, 工学部, 教授 (70025386) ; 森 邦和 名古屋大学, 理工研究科, 教授 (70022663) ; 岩田 高広 名古屋大学, 理工研究科, 助手 (70211761)
• キーワード: スピン / 核子スピン構造 / COMPASS / 偏極標的 / クオークスピン / グルーオンスピン / QCD / ミューオンビーム

研究概要

1.COMPASS共同研究:(1)COMPASS用偏極標的の建設:COMPASS実験で使用する偏極標的のための超伝導電磁石の製作をOxford社が完納し社内で励磁テストを行った。しかし、励磁の途中で発生したクエンチによる高電圧発生でコイル、各種導線に損傷が発生し、急遽改造を行っている。クエンチ防御システムのチェックと原因の検討を行い、新しいデザインを検討している。平成12年3月から新たに製作にとりかかる。希釈冷凍機については、先端の混合槽を改造し、マイクロ波キャビテイを改造した。COMPASSで使う標的サイズ(3cmφ×60cm長を2本ビーム軸上に並べる)の標的ホルダーを完成し、磁石の到着を待つ段階とした。
(2)ビームトラッカーの開発:COMPASSで使う偏極標的の上、下流にミューオンビームの入射時間・位置を決める分解能の良い検出器として0.5mmφの直径のシンチレーションファイバーと多極高電子増倍管(H6568)の組み合わせによるビームトラッカー(SAT)の建設を分担している。今年度、プロトタイプを製作し、実機エレクトロニクスを使ったビームテストで時間分解能、検出効率に満足な結果を得て、実機製作に取りかかった。
(3)オフライン解析:測定に入る前に行っておかなければならない実験モニタープログラム、データ収集と整理プログラム、粒子のパターン認識、運動学的量の決定、各種シミュレーションなどオフライン解析の作業がある。解析グルーブの一員としてこれらの一部を分担製作した。
2.GDH和則の検証:平成10年5月から10月にかけてマインツ大学で行ったGDH(Drell-Hearn,Gerasimov sum rule)和則の検証実験で陽子に対する光子によるπ生成断面積のスピン依存性を200-855MeVの電子エネルギーで測定した。偏極標的はスピン凍結モードでの運転を成功させ、本年度は実験時の標的偏極度を導出した。偏極標的の論文を出版し、散乱実験の結果を論文にして投稿した。
3.偏極標的の開発:名古屋大学において、新しい物質である重陽子化ポリエチレンの薄膜を標的として使うテストを行い、17%近い偏極度を得ることに成功した。また、重陽子化ブタノールの偏極度磁場依存性をテストし、1.5Tの場合、2.5Tの70%の偏極度を与えることを確かめた。

研究成果

• [文献書誌] 堀川直顕,C.Bradke,他: "A New Frozen-Spin Target for 4π Particle Detection"Ncul. Instrum. Methods. A436. 430-442 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,V.W.Hughes,他: "Large Streamer Chamber Muon Tracking Detector in a High Flux Fixed Target Application"Ncul. Instrum. and Methods in Phys. Research. A435. 354-374 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,V.W.Hughes,他SMC: "The Polarized Double Cell Target of the SMC"Ncul. Instrum. and Methods in Phys. Research. A437. 23-67 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,大東出,他: "Time Resolution of multi-cladding Scintillating Fiber Hodoscope"Ncul. Instrum. and Methods in Phys. Research. A433. 587-591 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,B.Adeva,他SMC: "Spin Asymmetries A_1 of the Proton and the Deuteron in the low x and low Q^2 region from Polarized High Energy Muon Scattering"Phys. Rev.. D60. 072004-1-072004-9 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,堀川壮介,他: "Time Resolution of a Scintillating Fiber Detector"Ncul. Instrum. and Methods in Phys. Research. A431. 177-184 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕,堀川壮介,他: "Time Resolution of a Scintillating Fiber Detector"Ncul. Instrum. and Methods in Phys. Research. A431. 177-184 (1999)
• [文献書誌] 堀川直顕: "核子スピンの担い手はどこまで明らかになったか"日本物理学会誌. Vol.54,No.8. 614-621 (1999)
• [文献書誌] S. Horikawa et al.: "TIME RESOLUTION OF A SCINTILLATING FIBER DETECTOR"Nucl. Instrum. Meth. A. 471. 177-194 (1999)
• [文献書誌] B. Adeva et al.: "SPIN ASYMMETRIES A(1) OF THE PROTON AND THE DEUTERON IN THE LOW X AND LOW Q^<**2> REGION FROM POLARIZED HIGH-ENERGY MUON SCATTERING"Phys. Rev. D. 60. 072004 (1999)
• [文献書誌] D. Adams et al.: "THE POLARIZED DOUBLE CELL TARGET OF THE SMC"Nucl. Instrum. Meth. A. 437. 23-67 (1999)
• [文献書誌] D. Adams et al.: "A LARGE STREAMER CHAMBER MUON TRACKING DETECTOR IN A HIGH FLUX FIXED TARGET APPLICATION"Nucl. Instrum. Meth. A. 435. 354-374 (1999)