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ハドロン 物理実験

ハドロン 物理実験. 小沢　研究室. ハドロン物理とは？. ヒッグス機構による質量と実際の質量の比. ハドロン 強い相互作用をする粒子 バリオン（核子など） メソン（ π 中間子など） ハドロン物理とは？ ハドロンの内部構造を理解する クォークとバレンスクォークは同じ量子数を持つが、質量が違う。 ヒッグス機構に加えて、動的な質量獲得機構が必要 ハドロン相互作用を理解する 強い相互作用：クォーク間の相互作用 クォークは、ハドロン内に閉じ込められている。 原子核や高温パートン物質による媒質効果 強い相互作用の織りなす物質相構造を理解する.

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ハドロン 物理実験

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Presentation Transcript

  1. ハドロン物理実験 小沢　研究室

  2. ハドロン物理とは？ ヒッグス機構による質量と実際の質量の比 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp • ハドロン • 強い相互作用をする粒子 • バリオン（核子など） • メソン（π中間子など） • ハドロン物理とは？ • ハドロンの内部構造を理解する • クォークとバレンスクォークは同じ量子数を持つが、質量が違う。 • ヒッグス機構に加えて、動的な質量獲得機構が必要 • ハドロン相互作用を理解する • 強い相互作用：クォーク間の相互作用 • クォークは、ハドロン内に閉じ込められている。 • 原子核や高温パートン物質による媒質効果 • 強い相互作用の織りなす物質相構造を理解する

  3. 強い相互作用は、なぜ不思議か？ クォークは、グルーオンを出したり吸ったりして、色を変えながら相互作用している。 青クォーク 赤クォーク 反赤-青混合色　グルーオン 青クォーク 赤クォーク グルーオンを交換するFeynman図 途中に交換されるグルーオンは、必然的に色を持つ。 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  4. ＋ － ボソンが“電荷” を持つと何が起きるか？ 強い力 電磁力の場合 力が紐のように絞られて、広がらないので距離によらず一定の力が働く グルーオン同士も相互作用する！！ どんなに遠くに二つの粒子がいても引きあってしまうので、すべての安定状態は、外から見て色荷が見えないような状態となる。 これを、クォークの閉じ込め、と呼ぶ。 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  5. 非摂動論領域における描像：閉じ込めと「真空」非摂動論領域における描像：閉じ込めと「真空」 閉じ込めは、僕らが「真空」と呼ぶ粒子の周りの空間の性質によって起こっているという考え方もできる。 実際の中間子 周りには何も無い s s s s 周りには何も無いので自由に手足を伸ばせる。 真空が“詰っている”ため、閉じ込められる。 この真空中に詰ってしまう（凝縮）が自発的に起こって、相互作用が本来持っていた対称性を隠し、「真空」（基底状態）を変えてしまうというのが、対称性の自発的破れ　 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  6. ハドロン質量に関する対称性 高温　高密度 カイラル対称性が存在 Mass ~ 0 (Higgs only) When T and r is going down, q Vacuum Vacuum q Quark – antiquark pairs make a condensate and give a potential. Chiralsymmetry is breaking, spontaneously. Vacuum contains quark antiquark condensates. So called “QCD vacuum”. p as a Nambu-Goldstone boson. 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  7. At Nuclear Density , . p - beams J-PARC LEPS2 elementary reaction: , p,   V+X mV(=0;T=0) QCDの相構造とカイラル対称性の破れ • Spontaneous breaking of a symmetry is marked by: • * a non-zero order parameter, the quark condensate <qq> in the case of QCD High T High r heavy ion reactions: A+AV+X mV(>>0;T>>0) SPS RHIC LHC 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  8. 原子核を用いた実験 原子核中 自由空間中のφ中間子 埋め込む s s 密度効果により反クォーク・クォーク凝縮が“一部”解けて 原子核中でカイラル対称性が“部分的”に回復質量減少 超伝導において、温度ではなく磁場をかけてもクーパー対が破れるのと同様の現象 原子核中に中間子を生成し、その質量変化を測定 原子核は、最も密度の高い物質 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  9. 質量変化を如何に測定するか？ • 右図のようなダブルピーク構造が測定できれば、ハドロン物理実験のブレークスルー 陽子標的 • 崩壊を用いた原子核内質量スペクトラムの測定 • ＱＣＤ和則を用いると、スペクトラムの平均がクォーク凝縮（カイラル対称性の破れの秩序変数）と関係づけられる。 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  10. 実験施設　J-PARC Hadron Experimental Hall 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  11. NP-HALL 56m(L)×60m(W) Hadron Hall 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  12. 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  13. High pT 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  14. 実験装置 今までに無い検出器の開発が必須！ Gas Electron Multiplierという最新鋭の検出素子を使った、これまでにない検出器の開発 大規模な検出器群の建設 実験を行う新たなビームラインの建設 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  15. さらに、QCD相図の世界へ FAIR-CBM LHC-ALICE/ATLAS RHIC-PHENIX J-PARC-E50 Di-quark correlation 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  16. FAIR HADES実験 / BNL-RHIC PHENIX 実験 FAIR 工事中 Weizmann研究所（イスラエル）と協力してデータ解析中 HADES　移設前 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  17. 研究生活 研究室の大学院生になると何をするか？ 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  18. 実験の一生 Spring-8, Ｊ－ＰＡＲＣ ＲＨＩＣ, LHC, BELLE 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  19. 物を作って実験する 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  20. 例えば、僕が学生時代に作ったもの 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  21. 君達が作り上げるもの • 新実験に向け、最先端の検出器を開発中 • 修士論文は、世界最高レベルの検出器の開発となる。 GEM 最終的に、自分の実験と誇れる実験 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  22. 小沢研究室 • 構成員は10人 • 小沢　恭一郎　（准教授） • 小松　雄哉　 　（博士3年） • 桝本　新一　 　（博士3年） • 中井　恒　　　　（博士2年） • 菅野　光樹　　 （博士2年） • 渋川　卓也　　 （博士1年） • 小原　裕貴　　 （博士1年） • 村上　ひかり　 （修士2年） • 連絡先：ozawa@post.kek.jp • 見学は、いつでも受付中 • 居室：KEK 4号館306号室 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  23. Back ups

  24. 研究の基本は、“人材” 研究室ガイダンス　小沢研 http://high-p.kek.jp

  25. Chiral symmetry Dividewith chirality Gluon quark Neglect (if m ~0) mass V(q) Symmetric in rotation The lagrangian does not change under the transformation below . This symmetry is called as Chiral symmetry. q ASIA Science seminar, K. Ozawa

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