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    STAR实验核子自旋结构研究新进展

    时间:2014年08月22日    来源:    作者:    阅读:

    最近RHIC-STAR国际合作组在Physical Review Letters上发表了最新的W玻色子单自旋不对称的实验结果(Phys. Rev. Lett. 113, 072301 (2014)),物理学院博士生张金龙是这篇论文的3位主要作者之一。张金龙是徐庆华教授课题组的博士生,自2013年2月在布鲁克海文国家实验室联合培养。STAR实验是位于美国布鲁克海文国家实验室的RHIC相对论重离子对撞机上的大型国际合作实验,由13个国家的500多位研究人员组成。

    粒子物理的标准模型告诉我们,质子是由通过强相互作用力束缚在一起的两个上夸克、一个下夸克共3个价夸克,以及数量众多的海夸克和胶子组成的。在过去近30年里,物理学家一直被核子的自旋组成的问题所困扰,此前的实验结果告诉我们所有夸克的自旋只携带核子自旋的1/3。精确测定核子内不同味道的夸克特别是数量众多的海夸克和胶子对核子自旋的贡献,一直是粒子物理的一个重要课题。目前正在运行的美国布鲁克海文国家实验室的RHIC相对论重离子对撞机就是致力于此项研究的世界上唯一的高能极化质子-质子对撞机。

    在本次实验中,STAR实验组研究了500GeV(兆电子伏特)的能量下纵向极化的质子-质子碰撞。W玻色子在这些碰撞中由一个夸克和一个反夸克通过弱作用产生。在碰撞中夸克的味道可以通过W玻色子的电荷决定。STAR的实验结果显示正和负螺旋度的质子碰撞产生的W玻色子数目有显著不对称(如图所示),并且数据显示在RHIC数据覆盖的运动学范围内反上夸克(anti-u quark)是正向极化的。这是关于海夸克极化的最新结果,极大丰富了人们对核子自旋结构的认识。

    论文链接:http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.113.072301

    STAR实验组网页:http://www.star.bnl.gov/

    供稿人:徐庆华