電子・陽子衝突実験による陽子の縦方向構造関数の測定

利用电子-质子碰撞实验测量质子的纵向结构函数

基本信息

批准号：
07J04152
负责人：
清水志真
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04152/
关键词：
陽子構造 DIS パートン分布深非弾性散乱 HERA

项目摘要

陽子の縦方向構造関数F_Lは陽子内でのグルーオン放出に直接起因する値であり、その直接測定は現在の量子色力学および陽子構造の理解にとって重要である。特に電子・陽子衝突実験HERAでの測定は、グルーオン分布の豊富な運動領域における初めての測定となる。縦方向構造関数は複数のビームエネルギーにおける深非弾性散乱断面積を測定し、その差から直接導出される。本年度は、深非弾性散乱断面積の測定において、散乱電子の検出位置について、カロリメータ、飛跡、電子識別用シリコンパッド検出器による位置再構成を比較し、見直した。その上で、前年度までに解析した陽子エネルギーが460GeVと920GeVのデータに加え、新たに575GeVのデータを解析した。三つの異なるエネルギーでの断面積を縦方向構造関数の導出に用いることで、より安定した導出が可能となった。特に、三つのデータサンプル間の相対的なルミノシティ測定誤差の影響を見積もることができ、測定の精度を改良することができた。測定した縦方向構造関数を摂動論的量子色力学に基づく予想値と比較したところ、矛盾せず、現在の陽子構造の理解で縦方向構造関数を記述できることが確認された。特に、これまで摂動論的量子色力学に大きく依存する形で決定されてきた陽子内グルーオン分布を用いて、グルーオン放出に直接起因する値である縦方向構造関数をグルーオンの豊富な領域で記述できたことは重要である。これから始まる陽子・陽子衝突型加速器LHCでの物理ではグルーオンが主要な役割を果たすが、今回の測定により、現在得られている陽子内グルーオン分布の有用性が支持されたことはLHCでの物理にとっても、意義がある。

质子的纵向结构函数是直接归因于质子内Gluon发射的值，其直接测量对于当前对量子染色体动力学和质子结构的理解很重要。特别是，使用电子普罗顿碰撞实验HEA的测量是具有丰富gluon分布的运动区域中的第一个测量。纵向结构函数在多束能量下测量了深度非弹性散射截面，并直接源自差异。在今年，当测量深度非弹性散射横截面区域时，我们使用量热计，轨道和硅垫检测器进行了比较并审查了散射电子检测位置的位置重建，以进行电子鉴定。除了前一年分析的460 GEV和920 GEV的数据外，我们还分析了575 GEV的新数据。通过在三个不同能量的横截面区域来推导纵向结构函数，可以实现更稳定的推导。特别是，可以估计三个数据样本之间的相对光度测量误差的影响，从而提高测量的准确性。当测量的纵向结构函数与基于扰动量子染色体动力学的预测值进行比较时，可以证实可以用当前对质子结构的理解来编写纵向结构函数。特别是，重要的是，使用膜片内gluon分布，该分布已在很大程度上取决于扰动量子染色性动力学的方式，这是纵向结构函数，这是直接归因于Gluon发射的值，可以在Gluon的丰富区域中进行描述。胶子在Proton-Proton Collision Accelerator LHC的物理学中起着重要作用，但对于LHC的物理学也有意义，该测量值支持当前获得的内部内gluon分布的有用性。