核媒質中でのベクトル中間子の分散関係の導出とカイラル対称性回復現象の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15340089
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 延與 秀人 独立行政法人理化学研究所, 放射線研究室, 主任研究員 (30213606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小沢 恭一郎 東京大学, 原子核研究センター, 助手 (20323496) ; 四日市 悟 独立行政法人理化学研究所, 放射線研究室, 協力研究員 (20360670) ; 谷田 聖 独立行政法人理化学研究所, 放射線研究室, 研究員 (00360587) ; 舟橋 晴彦 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00283581) ; 武藤 亮太郎 独立行政法人理化学研究所, 放射線研究室, 基礎科学特別研究員
• Keywords: φ粒子 / カイラルシンメトリー / 核物質 / 媒質効果 / 不変質量分布 / 電子陽電子対

Research Abstract

質量をほとんど持たないカレントクォークは「カイラル対称性の自発的破れ」により有効質量を得てバレンスクォークになる。この破れの程度をあらわす量が真空のクォーク凝縮<q^^-q>である。<q^^-q>は真空で、ある有限値をとっているが、高密度、高温度状態ではその値が減少し、ある臨界値でゼロになると理論的に予想される。すなわちカイラル対称性の破れが回復するわけである。
本研究はベクトル中間子を原子核ターゲットで生成し、その電子陽電子崩壊を捕らえることにより、原子核密度下でこの現象を捉えることを自的としている。当該実験は中間子の電子対崩壊、K中間子対崩壊測を測定することが可能であり、かつ重心系後方をカバーして、核内崩壊する中間子の検出効率を上げている。平成10年度より本格的なデータ収集に入り平成14年3月をもち、データ収集を終えた。平成13年の5月に実験初期のデータの解析を完了し、核内ρ/ωメソンが質量変化を起こしていることの実験的証拠をPhysical Review Letterに報告した。
本科研費に置ける研究では全データの解析を進めている。今年度の研究により、公表されているデータの約100倍の統計をもって、観測された質量変化を再確認した。また、質量変化を起こしたスペクトラムの概形をカイラル対称性の部分的回復をQCD和則に基づいて予言した理論モデルを用いて再現することに成功した。このデータはρやω中間子のスペクトラム関数が核内で変化していることの明らか証拠であると考えている。
全データの解析を完了するには、あと半年ほどの解析期間が必要である。最終的にはφの質量スペクトラム変化とρ/ωの質量変化に対する分散関係を与えることができるであろう。
当初予定を変更し解析設備の充実と測定器の校正を行った。研究の遂行上の問題はなく、今年度の目標を達成した。

Research Products

• [Publications] M.Sekimoto et al.: "Spectrometer for measurements off mesons in nuclear matter produced through 12-GeV p+A reactions"Nucear Instruments and Methods in Physics research. A516. 390-405 (2004)
• [Publications] M.Naruki et al.: "MEASUREMENT OF INVARIANT MASS SPECTRA OF VECTOR MESON DECAYING IN NUCLEAR MATTER"Nuclear Physics. A721. 297-300 (2003)
• [Publications] H.En'yo et al.: "NUCLEAR MEDIA EFFECTS ON PRODUCTION AND DECAY OF VECTOR MESON STUDIED IN 12-GEV P + A INTERACTION"Progress in Theoretical Physics Supplements. 149. 49-55 (2003)