HERMESにおける核子スピン構造の研究

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素粒子加速器実験であるHERMES実験において、摂動論的量子色力学(pertrubative QCD,pQCD)に基づいた数値計算フレームワークを自ら構築し、実験データからの破砕関数、縦偏極パートン分布関数の抽出を通して、核子の内部スピン構造の研究を行っている。本年度は主に、以下の2点について集中的に取り組んだ。1.高速な数値計算フレームワークの構築背景になっているpQCDが場の理論として持つ、種々の特徴に対する詳細な理解に基づき、今まで私が用いていたものよりも格段に数値計算速度の速い解析フレームワークを新たに構築した。これによって、単に既存の結果のクロスチェックが独立に可能になったのみならず、既存のフレームワークでは計算時間の制約から実行することが容易ではなかった、複雑な計算プロセスを要求する様々な散乱過程の数値計算を短時間で行うことが可能になった。これに伴い、複雑な散乱過程の実験データを包括的に取り扱う、核子スピン構造の詳細な解析が可能になった。これらの成果は下記の国際会議等で発表した。2.破砕関数・縦偏極パートン分布関数の総合解析1において新たに構築した数値計算フレームワークを、種々の高エネルギー散乱過程に適用し、それらの過程の実験データを包括的に取り扱う事によって破砕関数、縦偏極パートン分布関数の詳細な抽出を行った。フレームワークの改善によって新たに解析に持ち込める様になった複雑な散乱過程の導入によって、これらの分布関数をより詳細に決定することが出来た。得られた結果に対して、抽出に伴う統計誤差のみならず、今まで世界の他の解析グループによって取り扱われていなかった様々な系統誤差をも考慮に入れた詳細な検討を行った。これら決定された分布関数を通して、核子の内部スピン構造に対する詳細な描像が明らかになった。今回得られたこれらの結果は、今まで行われていた世界の他の解析グループの結果に発展的示唆を与えるものであった。結果は博士論文としてまとめ、2009年3月に理学博士の学位を取得した。現在これらをまとめた数編の学術論文を執筆中である。