• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

原子核偏芯衝突を用いた宇宙最高強度磁場の実験的検出と非線形量子電磁力学への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 26610071
研究機関広島大学

研究代表者

志垣 賢太  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70354743)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード高強度磁場 / 高エネルギー原子核衝突 / 仮想光子 / 偏光
研究実績の概要

強い相互作用における CP 非保存の議論も含めて注目される、高エネルギー原子核の偏芯衝突における宇宙最高強度磁場の生成に対して、直接生成仮想光子に着目した複数の測定量を提案し、世界初の直接的検出に挑む。現在までに、量子電磁力学計算および高エネルギー原子核衝突の流体・粒子描像複合模型計算の助けを得て、現存衝突型加速器において、直接生成仮想光子の非等方生成、偏極、崩壊電子・陽電子対非対称性の3測定量が検出可能な領域との、定量的見積を確立した。熱的光子探索において実光子以上に有効な手段と示した仮想光子測定に特化する新着想により、高エネルギー原子核衝突反応における高強度磁場生成を初めて検証し、電子の臨界磁場を超えた量子電磁力学の非線形領域に初めて実験的に踏込み新規な研究舞台を創始する。
(1)ALICE 実験における最高エネルギー衝突データ収集:LHC 加速器の設計衝突エネルギーほぼ到達に伴い、ALICE 実験において前人未到の核子対あたり 5 TeV の鉛原子核相互衝突反応事象を収集した。衝突エネルギー増加に伴い生成磁場強度もさらなる増加が期待され、より顕著な効果の検出測定と、磁場の強度および時空発展のより高精度での決定を可能とする。
(2)直接生成仮想光子の非等方性および偏極の抽出:RHIC 加速器 PHENIX 実験における原子核衝突反応事象を用いて、低不変質量領域(100 - 300 MeV/c2)の電子・陽電子対生成を測定した。生成粒子の集団運動解析に用いる反応平面を基準として、生成磁場方向に関する仮想光子生成の非等方性と偏極の検出を試みた。特に、ハドロン崩壊光子を中心とする背景雑音光子の寄与の差引による、量子色力学過程に起因する直接生成光子の非等方性と偏極の抽出に向けて、背景雑音寄与差引に最適な偏極観測座標系を決定した。

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

ALICE 実験において前人未到の核子対あたり 5 TeV の鉛原子核相互衝突反応事象を収集した。衝突エネルギー増加に伴い生成磁場強度もさらなる増加が期待される。
生成粒子の集団運動解析に用いる反応平面を基準として、生成磁場方向に関する仮想光子生成の非等方性と偏極の検出を試みた。特に、ハドロン崩壊光子を中心とする背景雑音光子の寄与の差引による、量子色力学過程に起因する直接生成光子の非等方性と偏極の抽出に向けて、背景雑音寄与差引に最適な偏極観測座標系を決定した。

今後の研究の推進方策

RHIC 加速器における 100 GeV 領域の金原子核相互衝突反応および LHC 加速器における TeV 領域の鉛原子核相互衝突反応において、電子・陽電子対検出による仮想光子測定を新たな次元に敷延展開し、電子と陽電子の角度分布非対称性から仮想光子の非等方性、偏極、崩壊電子・陽電子対非対称性の 3 つを測定する。この際、量子電磁力学と高エネルギー原子核衝突反応の流体・粒子描像複合模型を駆使して、期待される信号強度と差し引くべき背景雑音成分を定量的に評価して、ハドロン崩壊光子に代表される背景雑音の差引により、直接生成光子成分を抽出する。量子色力学過程に起源を持つ仮想光子の、衝突系の巨視的回転方向に対する非等方性に関する複数の測定により、宇宙最高強度の磁場生成と時空発展を直接的に検出する。電子の臨界磁場を上回る高強度磁場生成を実験的に確立し、非線形量子電磁力学の研究舞台を開拓する。

次年度使用額が生じた理由

平成 26 年度には当初、流体・粒子描像複合模型計算による磁場の時空発展の理解に向けた研究会主催を計画したが、直接生成仮想光子の非等方性および偏光の抽出と衝突反応軸に対する直接仮想光子崩壊電子・陽電子の荷電非対称性の検出に向けた、実データ解析手法の確立を優先した。平成 27 年度も引続き、特にハドロン崩壊光子を中心とする背景雑音光子の寄与差引に向けた偏極観測座標系の決定など、解析手法の確実な理解と確立を優先し、上述の研究会については平成 28 年度に計画する非線形量子電磁力学への挑戦に掛かる研究会との併合を検討して、開催を見送ったため、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

LHC 加速器 ALICE 実験と RHIC 加速器 PHENIX 実験の双方において、直接生成仮想光子の非等方性および偏光の抽出を目指し、実データ解析を一層推進し、並行して、連携研究者との協力をさらに強化し、高強度磁場生成に関わる物理理解と高強度場の下で発現する非線形量子電磁力学に関わる物理議論を深化させるため、次年度使用額は平成 28 年度助成金と併せ、旅費等に使用する。

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (36件) (うち国際共著 36件、 査読あり 36件、 オープンアクセス 25件、 謝辞記載あり 36件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ブルックヘブン国立研究所/ニューヨーク州立大学/カリフォルニア大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ブルックヘブン国立研究所/ニューヨーク州立大学/カリフォルニア大学
    • 他の機関数
      38
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      CERN
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      39
  • [雑誌論文] Coherent ψ(2S) photo-production in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B751 ページ: 358-370

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.10.040

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Precision measurement of the mass difference between light nuclei and anti-nuclei2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Nature Phys.

      巻: 11 ページ: 811-814

    • DOI

      10.1038/nphys3432

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurements of elliptic and triangular flow in high-multiplicity 3He+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 115 ページ: 142301

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.115.142301

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Centrality dependence of inclusive J/ψ production in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1511 ページ: 127

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2015)127

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] φ meson production in d+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 92 ページ: 044909

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.044909

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-dimensional pion, kaon, and proton femtoscopy in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 92 ページ: 054908

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.054908

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Centrality dependence of high-pT D meson suppression in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1511 ページ: 205

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2015)205

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of jet quenching with semi-inclusive hadron-jet distributions in central Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1509 ページ: 170

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2015)170

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of charm and beauty production at central rapidity versus charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at √s = 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1509 ページ: 148

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2015)148

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inclusive, prompt and non-prompt J/ψ production at mid-rapidity in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1507 ページ: 051

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2015)051

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic study of charged-pion and kaon femtoscopy in Au+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 92 ページ: 034914

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.034914

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of pion, kaon and proton production in proton-proton collisions at √s = 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J.

      巻: C75 ページ: 226

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-015-3422-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coherent ρ0 photo-production in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1509 ページ: 095

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2015)095

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapidity and transverse-momentum dependence of the inclusive J/ψ nuclear modification factor in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1506 ページ: 055

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2015)055

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of dijet kT in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B746 ページ: 385-395

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.05.033

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of charged jet production cross sections and nuclear modification in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B749 ページ: 68-81

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.07.054

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of jet suppression in central Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B746 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.04.039

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-pion femtoscopy in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 034906

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.034906

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Forward-backward multiplicity correlations in pp collisions at √s = 0.9, 2.76 and 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1505 ページ: 097

    • DOI

      10.1007/JHEP05(2015)097

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Centrality dependence of particle production in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      J. Adam, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 064905

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.064905

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic Study of Azimuthal Anisotropy in Cu+Cu and Au+Au Collisions at √sNN = 62.4 and 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 92 ページ: 034913

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.034913

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Inclusive photon production at forward rapidities in proton-proton collisions at √s = 0.9, 2.76 and 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J.

      巻: C75 ページ: 146

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-015-3356-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charged jet cross sections and properties in proton-proton collisions at √s = 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 91 ページ: 112012

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.91.112012

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Production of inclusive Υ(1S) and Υ(2S) in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B740 ページ: 105-117

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2014.11.041

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charged-pion cross sections and double-helicity asymmetries in polarized p+p collisions at √s = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 91 ページ: 032001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.91.032001

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for dark photons from neutral meson decays in p+p and d+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 031901

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.031901

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiplicity dependence of jet-like two-particle correlation structures in p-Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett.

      巻: B741 ページ: 38-50

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2014.11.028

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Production of Σ(1385)± and Ξ(1530)0 in proton-proton collisions at √s = 7 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J.

      巻: C75 ページ: 1

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-014-3191-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elliptic flow of identified hadrons in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1506 ページ: 190

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2015)190

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of electrons from semileptonic heavy-flavor hadron decays in pp collisions at √s = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 91 ページ: 012001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.91.012001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cross section for bb-bar production via dielectrons in d+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 014907

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.014907

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Centrality dependence of low-momentum direct-photon production in Au+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 064904

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.064904

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heavy-quark production and elliptic flow in Au+Au collisions at √sNN = 62.4 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 044907

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.044907

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of long-range angular correlation and quadrupole anisotropy of pions and (anti)protons in central d+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 114 ページ: 192301

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.114.192301

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of Υ(1S+2S+3S) production in p+p and Au+Au collisions at √sNN = 200 GeV2015

    • 著者名/発表者名
      A. Adare, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 024913

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.024913

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] K*(892)0 and φ(1020) production in Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV2015

    • 著者名/発表者名
      B. Abelev, K. Shigaki, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. C

      巻: 91 ページ: 024609

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.91.024609

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Overview of MFT Activities in/at Japan/Hiroshima2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shigaki
    • 学会等名
      6th ALICE ITS upgrade, MFT and O2 Asian Workshop
    • 発表場所
      Seoul, South Korea
    • 年月日
      2015-12-07 – 2015-12-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dilepton Measurement at ALICE - especially the Muon Forward Tracker Upgrade2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shigaki for the ALICE Collaboration
    • 学会等名
      ECT* Workshop, New Perspectives on Photons and Dileptons in Ultrarelativistic Heavy-Ion Collisions at RHIC and LHC
    • 発表場所
      Trento, Italy
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status and Plans in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shigaki
    • 学会等名
      ALICE MFT Meeting at Hiroshima University
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2015-10-05 – 2015-10-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギー原子核衝突を用いた極限状態の実験的探究2015

    • 著者名/発表者名
      志垣賢太
    • 学会等名
      東北大学大学院理学研究科セミナー
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-07-03 – 2015-07-03
    • 招待講演
  • [備考] LHC ALICE 実験 - ALICE JAPAN -

    • URL

      http://alice-j.org/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi