理研BNL研究センターとRHICにおけるスピン物理研究

摘要

米国ブルックへブン国立研究所におけるRHICの2015年RUNでは、衝突エネルギー200GeVの偏極陽子と偏極陽子衝突、偏極陽子-金衝突、偏極陽子-アルミニウム衝突実験を行い、PHENIX実験ではそれぞれ60pb~(-1),206nb~(-1),690nb~(-1)の積分輝度を記録した。今回で105回目を数えるRHICの稼働で偏極陽子と原子核の衝突は初めての試みであったが、RHICの衝突点直前のダイポール磁石の位置を変更することで実現した。PHENIX実験ではRun15を通して陽子は横偏極に保ち、陽子の単偏極分解能A_N測定による横偏極効果及び原子核効果の測定を試みた。特に超前方中性子の単偏極分解能A_N測定では、準オンライン解析ですでに大変興味深い原子核依存性が観測され、現在オフライン解析を急ピッチで進めている。一方最近の重イオンプログラムでは、陽子-鉛、重水素-金などの重イオン同士の衝突以外の小さな衝突系でも集団運動を示唆するような楕円フロー効果が観測され、注目を浴びている。さらにCMS実験では陽子陽子衝突でも観測したとの報告もある。この現象は終状態の粒子多重度によってスケールされると考えられており、LHCよりもー桁エネルギーの低いRHICでも粒子多重度を揃えることによって同様な現象が観測されるか検証を行った。そのために理研グループでは、前方衝突点検出器(FVTX)を用いた粒子多重度トリガーを開発した。このトリガーで偏極陽子衝突、偏極陽子-金衝突、横偏極陽子-アルミニウム衝突実験においてそれぞれ500M,300M,90Mイべント収集した。