グルーオン偏極度の測定 RIKEN/RBRC Itaru Nakagawa. 陽子の構造 陽子の電荷 2 陽子 価クォーク 電荷、運動量、スピン … u クォーク d クォーク.

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1 グルーオン偏極度の測定 RIKEN/RBRC Itaru Nakagawa

2 陽子の構造 陽子の電荷 2 陽子 価クォーク 電荷、運動量、スピン … u クォーク d クォーク

3 陽子の運動量 Bjorken x : 陽子の運動量を１とした場合、構成要素のもつ運動量の 割合 3 陽子の運動量 1 陽子 価クォーク x x x

4 パートン分布関数 (PDF) 4 Bjorken x 価クォーク グルーオン パートン : 内部に構造のない 点電荷の様にふるまう粒子 深非弾性レプトン散乱 (DIS) ~0.3

5 陽子のスピン構造 5 陽子の スピン 価クォークのスピン シンプルな描像 陽子

6 クォークスピンの成分 6 Momentum fraction x 残りの成分は？ Bjorken x

7 より精密な陽子のスピン構造 7 価クォーク グルーオン＋反クォーク軌道角運動量

8 グローバルな pQCD 解析 8 de Florian et al., PRL101, 072001 (2008) 価クォーク 海クォーク グルーオン 価クォーク -> よくわかっている 海クォーク、グルーオン -> まだよくわかっていない 価クォーク -> よくわかっている 海クォーク、グルーオン -> まだよくわかっていない pQCD based theory fits DIS/SIDS Data up to 2008

9 縦偏極スピン研究＠ PHENIX 9 検出！ ( ハドロン） ++ + - p p p p ヘリシティ 縦偏極：陽子の進む方向にスピンの向きをそろえる ヘリシティ依存非対称度

10 測定した非対称度の解釈 10  0 生成過程の内分け g g g q q q DIS/SIDIS 過程に比べ、グルーオンが反応に関与する確率が高い |  |<0.35 <- 小さい x

11 The Relativistic Heavy Ion Collider accelerator complex at Brookhaven National Laboratory PHENIX STAR Brahms pp2pp 11

12 SpinFest, August 7, 2008 12

13 13 陽子ビーム偏極度の測定 Polarized Proton Recoil Carbon Carbon Ribbon Target A N (pC)~1% 左右非対称度の測定 炭素標的偏極度計 水素ガス標的偏極度計 偏極度 : 50 ~ 60%

14 RHIC p+p accelerator complex 14 v vv BRAHMS & PP2PP STAR PHENIX AGS LINAC BOOSTER Pol. Proton Source Spin Rotators 20% Snake Siberian Snakes 200 MeV polarimeter Rf Dipoles RHIC pC “CNI” polarimeters PHOBOS RHIC absolute pH polarimeter Siberian Snakes AGS pC “CNI” polarimeter 5% Snake Coulomb-Nuclear Interference

15 PHENIX 検出器群 15

16 16

17 PHENIX 検出器 コンセプト – high resolution & high-rate at the cost of acceptance – trigger for rare events セントラルアーム – |  | < 0.35,  ~  – Momentum, Energy, PID ミューオンアーム – 1.2 < |  | < 2.4 – Momentum (MuTr) Muon Piston Calorimeter – 3.1 < |  | < 3.9 17 h+h+   ,0,0  MPC

18 18 観測対象利点 00 高統計 Direct -  （直接光子）理論解釈が容易  0 -  0 correlation 運動学に制約 charged   G の符号に感度 重いクォーク生成 ( 崩壊電子 ) より低い x, g-g 過程が支配的 MPC cluster より低い x  G に感度を持つ 様々な A LL 測定 その他

19 Central Arm  0 19  高い統計精度  0.02 < x < 0.2  小さい P T 領域で glue-glue 支配的 PHENIX のデータ 0.02<x<0.2 Fractional Contribition to  0 production [1]  0 の普遍質量 Phys. Rev. Lett. 101, 072001(2008) ppTpT 陽子

20 20  0 A LL  Improved Statistics Year by Year  Run5, Run6 Consistent with zero  Systematic Error Becomes Serious at small P T Run L Run550%2.5 Run656%6.5 Run957%14 Relative Luminosity :

21  0 A LL データのモデル解釈 21 D. De Florian et al. Progress in Particle and Nuclear Physics 67 (2012) 251

22  G に与えるインパクト 22 最初の有限値  G の 測定結果 DSSV DSSV+ : COMPASS + RUN5,6 RHIC DSSV++ : RUN9 RHIC

23 より低い x での測定へ 23 Muon Piston Calorimeter 3.1<|η|<3.9 Low P T Reconstructed π 0 High PT Merged π 0 cluster

24 p T (GeV/c) 2 3 Cluster A LL 24 Dominated by  0 Still consistent with zero at lower x Systematic error starts to defeat statistics Good control of relative luminosity required for better precision

25 25 A LL (MPC) Cluster for Run13 RHIC data