| 研究課題/領域番号 |
17H02876
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
三明 康郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10157422)
|
|---|
| 研究分担者 |
江角 晋一 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10323263)
中條 達也 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70418622)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | クォーク・グルオンプラズマ / 高エネルギー原子核実験 |
|---|
| 研究実績の概要 |
荷電粒子を用いたジェット解析からQGP中の パートンのエネルギー損失の解析を実施し、世界最高エネルギー(√SNN=5.02 TeV) の鉛・鉛衝突における荷電粒子ジェットのinclusive測定によって横運動量分布を測定した。その結果、(1)RHIC ( 200 GeV, 金・金衝突)と比べてエネルギー損失率( dE/dx)が 約4~5倍であり、グルオン密度に比例していること、(2)エネルギー損失の通過距離(L)依存性がLの1乗ではなく、Lの2乗に近いことを示唆すること、がわかった。
パートンのエネルギー損失の通過距離(L)依存性に関して、より敏感な観測方法を目指して、荷電粒子ジェット収量の方位角異方性の解析を実施した。V0A、V0C検出器を用いて鉛・鉛衝突のevent planeを衝突事象毎に決定し、荷 電粒子ジェットの方位角異方性を方位角分布のフーリエ第2成分v2として評価した。広い運動量領域で有意な正の値が観測された。これは、衝 突初期に生成されるQGPがアーモンド型の幾何学的形状をしていることを考えると、パートンがQGPを通過する際の厚みが大きな方位角方向では より大きなエネルギー損失を示すことに対応する。Glauber模型に基づく幾何学的形状とパートンのエネルギー損失模型を考え合わせると、上 述の(1)、(2)の結果と矛盾しないことがわかった。これらの結果は、本学大学院生の細川律也氏の博士論文として提出された。
これらの結果は2)Jet Tomography解析の基盤となるだけでなく、パートンのエネルギー損失の起源に関して直接的な知見を与えるものである。グルオンの放射によるエネルギー損失の場合はL依存性がLの自乗となるとの理論計算もあり、極めて興味深い結果となっている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
LHC-ALICE実験において世界最高エネルギー(√SNN=5.02 TeV)鉛・鉛衝突、陽子・陽子衝突、陽子・鉛衝突について測定を実施することができた。本計画の目指すDi-Jet識別装置及びJetトリガー装置の運用を安定して行うことができた。当初計画の高エネルギーパートンによって引き起こされるQGP中のグルーオン場の衝撃 波観測を目指し、高エネルギーパートンをジェット事象として観測を行ってきた。まず荷電粒子を用いたジェット事象を解析し、パートンのクォークグルオンプラズマ中でのエネルギー損失量の分析を行った。その結果、(1)RHIC ( 200 GeV, 金・金衝突)と比べてエネルギー損失率( dE/dx)が 約4~5倍であり、グルオン密度に比例していること、(2)エネルギー損失の通過距離(L)依存性がLの1乗ではなく、Lの2乗に近いことを示唆すること、がわかった。これらの結果は、平成２９年度に本学大学院生の横山広樹氏の博士論文として提出された。さらに、パートンのエネルギー損失の通過距離(L)依存性に関して、より敏感な観測方法を目指して、荷電粒子ジェット収量の方位角異方性の解析を実施し荷 電粒子ジェットの方位角異方性を方位角分布のフーリエ第2成分v2として評価した。この結果は、上 述の(1)、(2)の結果と矛盾しない。今後の解析方針に重要な示唆を与える結果となった。これらの結果は、平成３０年度に本学大学院生の細川律也氏の博士論文として提出された。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、3つのステップ、1) Di-Jet識別装置の運用とジェット識別解析、2) Jet Tomography解析、3) 衝撃波探索、で研究を進めているが、Di-Jet識別装置、Di- Jetトリガー装置は順調に運用されており、1)Di-Jet識別装置の運用とジェット識別解析、についてはほぼ達成しつつある。2)を進めるためのフルジェット解析も 順調に進められている。 エネルギー損失の通過距離(L)依存性に関して結論を得るためには、統計誤差を小さくすることが求められる。平成30年度までに取得されたデータのフル統計解析を推進する。さらに電子・光子のデータを含むフルジ ェット解析を展開し、フルジェット解析による ジェ ット生成量の鉛・鉛衝突/陽子・陽子衝突比や方位角異方性の解析を展開する。 平成31年度はLHC加速器のシャットダウンに伴い、データ解析ならびに測定可能領 域を拡大するための検出器開発や高統計化に向けた開発を展開する。3) グルオン衝撃波探索に関して、ジェット周辺の低横運動量粒子との相関測定を実施したが、明確な結論は得られていない。高統計解析が必要である。
|
