LHC13TeV陽子衝突での超前方粒子生成とファイマンスケーリングの研究
【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究キーワード】
宇宙線 / 加速器実験 / 国際協力 / 実験核物理 / 素粒子実験 / 国際研究者交流 / ラージハドロンコライダー / CERN / 加速器 / LHC / RHIC
【研究成果の概要】
超高エネルギー宇宙線の観測手段である空気シャワーの精緻な理解のため、２つの衝突型加速器、CERN LHC及びブルックヘブンRHICにおいて、超前方生成ガンマ線、中性子、及び中性π中間子のエネルギースペクトル測定を行なった。宇宙線エネルギーとして10**14eVから10**17eVに至る幅広いエネルギーにおいて宇宙線ハドロン相互作用の研究を行ない、超前方粒子スペクトルの衝突エネルギー不変性「ファイマンスケーリング」の検証を行なった。さらにLHC ATLAS検出器との連動解析を行い、回折的散乱と非回折的散乱それぞれからの超前方ガンマ線生成スペクトルを明らかにした。
【研究の社会的意義】
超高エネルギー宇宙線の空気シャワー観測において、特に衝突エネルギーの大部分を担う超前方への粒子生成について、加速器実験データの不在による不定性が問題だった。本研究は、これまでで最高エネルギーである10**17eV相当の宇宙線が起こす超前方粒子生成について、LHCを用いた測定を行い初めて明らかにした。さらに、RHICでの測定を行い、単一検出器による10**14eVから10**17eVの幅広いエネルギー領域における系統的な超前方粒子生成データを取得し、衝突エネルギー依存性を明らかにした。また、RHICでの測定は偏極陽子陽子衝突での超前方測定として新しい核子構造研究の道を開くと期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| さこ 隆志 | 名古屋大学 | 宇宙地球環境研究所 | 講師 | (Kakenデータベース) |
| 毛受 弘彰 | 名古屋大学 | 宇宙地球環境研究所 | 助教 | (Kakenデータベース) |
| 増田 公明 | 名古屋大学 | 宇宙地球環境研究所 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【配分額】40,690千円 (直接経費: 31,300千円、間接経費: 9,390千円)