Flavor and spin structure of anti-quark inside the proton studied by Drell-Yan experiment at Fermilab

费米实验室的 Drell-Yan 实验研究了质子内部反夸克的味道和自旋结构

基本信息

批准号：
22H01244
负责人：
宮地義之
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、米国フェルミ国立加速器研究所（Fermilab）において、高強度陽子ビーム環境下での横偏極陽子標的によるドレル・ヤン反応測定（SpinQuest実験）を実現するものである。延べ二年にわたる測定期間を通じて偏極標的と検出器の定常的運転を行い、陽子内の反クォーク軌道回転に直接関係する反応断面積の標的スピン非対称度を測定精度±0.04で決定する。新型コロナ感染症対策によりSpinQuest実験開始に大きな遅延が生じていたものの、2022年度には陽子ビーム供給がはじまり、本格的なデータ収集に取り組む予定であった。しかし、Fermilabでの新たな安全管理規定への適応等のため供給は2023年度開始へと延長された。SpinQuest実験として安全管理規定対応をすすめることと並行し、ビーム供給開始とともに速やかに物理データ収集を開始できるよう検出器・偏極標的の準備をすすめることとなった。ドレル・ヤン反応は、陽子ビームと標的陽子との衝突により生成されるμ粒子対を検出器群により捉える。検出器は先行研究（課題番号18H03694）にて準備はほぼ完了しており、ビーム実験開始にむけ宇宙線等を利用した測定による検出器較正を継続した。偏極標的システムは、超伝導磁石・冷却器・NMR測定器・マイクロ波機器等により構成される。長期間にわたる定常運転に必要な機器の調達をすすめ、Fermilabでの試験およびシステム構築をすすめた。電磁石本体および標的物質が設置される標的セルを1Kに冷却する事に成功した。年度後半では山形大学から修士学生がFermilabに出張し（２人月）、標的システム試験をすすめた。真空度・ヘリウム液量等、定常運転に必要となる測定器に関する較正等をおこなった。出張後には、SpinQuest実験共同研究者との連携のもと山形大学にて監視ツールの開発を継続した。

这项研究的目的是实现美国在美国Fermi国家加速器实验室（Fermilab）的高强度质子束环境中使用横向极化质子靶标测量Dorel-Yann反应（SpinQuest实验）。极化目标和检测器的稳态操作在总计两年的测量周期内进行，并且反应横截面的靶标自旋不对称与质子内的Antiquark轨道旋转直接相关，以±0.04的测量精度确定。尽管由于COVID-19的对策，SpinQuest实验的推出有很大的延迟，但质子束供应始于2022年，该计划是为了进行全尺度数据收集。但是，由于适应了Fermilab的新安全管理法规，供应已扩展到2023财年的开始。与SpinQuest实验并行，该公司宣布有必要促进遵守安全管理法规，并且有必要准备探测器和两极分化的目标，以便在梁供应开始后可以快速启动物理数据。 Dorrell-Yan反应捕获了质子束和靶质子之间的碰撞产生的μ粒子对，由一组探测器产生。检测器在先前的研究中几乎是完整的（受试者数量18H03694），并且使用使用宇宙射线和其他材料进行测量继续进行检测器校准，以准备束实验的开始。极化目标系统由超导磁铁，冷却器，NMR测量设备，微波设备等组成。我们促进了长期稳定运行所需的设备的采购，并建议在费米拉布（Fermilab）进行系统的测试和构建。将靶物质的电磁体和靶细胞成功冷却至1K。在今年下半年，山加塔大学的硕士学生前往费米拉布（Fermilab）（两个人月），推荐目标系统测试。进行了稳定运行所需的测量仪器的校准，例如真空度和氦液体体积。商务旅行后，我们继续与SpinQuest实验合作者合作开发Yamagata University的监测工具。