12865.rhicstar實(shí)驗(yàn)上w177;玻色子縱向單自旋不對(duì)稱(chēng)的測(cè)量

1、分類(lèi)號(hào)：0572密級(jí)：公開(kāi)單位代碼：10422學(xué)號(hào)：201111364∥戶(hù)茹辦番SHANDONGUNlVERSlTY博士學(xué)位論文DissertationforDoctoralDegree論文題昆：RHICSTAR實(shí)驗(yàn)Lw士玻色子縱向單自旋不對(duì)稱(chēng)的測(cè)量MeasurementofLongitudinalSingleSpinAsymmetryofW士BosonsProductionatRⅢCSTAR作者培養(yǎng)姓名單位張金龍物理學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)粒子物

2、理與原子核物理指導(dǎo)教師徐慶華教授合作導(dǎo)師許長(zhǎng)補(bǔ)教授2016年5月28日摘要對(duì)核子自旋結(jié)構(gòu)的理解是粒子物理和原子核物理領(lǐng)域的一個(gè)基本問(wèn)題，也是一個(gè)長(zhǎng)期存在的難題。在極化的深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)中，核子的自旋結(jié)構(gòu)可以通過(guò)測(cè)量自旋依賴(lài)的散射截面進(jìn)行探測(cè)。目前，夸克自旋的貢獻(xiàn)部分已經(jīng)得到了較好的測(cè)量，大約占質(zhì)子自旋的25％左右，在半單舉深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)中，借助碎裂函數(shù)可以獲取味道分離的夸克和反夸克的自旋貢獻(xiàn)。但是由于碎裂函數(shù)本身的不確定性，味道分

3、離的?？淇说臉O化部分子分布函數(shù)存在較大的不確定性。相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)，坐落于美國(guó)長(zhǎng)島的布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，是世界上第一臺(tái)極化的質(zhì)子質(zhì)子對(duì)撞機(jī)?；跇O化質(zhì)子質(zhì)子對(duì)撞的各種優(yōu)勢(shì)，RHIC為我們理解核子的自旋結(jié)構(gòu)，特別是膠子和?？淇说臉O化提供了新的機(jī)遇。在RHIC極化質(zhì)子質(zhì)子對(duì)撞中，W玻色子的縱向單自旋不對(duì)稱(chēng)是研究味道分離的核子自旋結(jié)構(gòu)的一個(gè)非常好的工具。在弱反應(yīng)過(guò)程中W玻色子只和左旋的夸克和右旋的反夸克耦合，這個(gè)特征自然地決定

4、了參與反應(yīng)的夸克和反夸克的螺旋性。因此通過(guò)測(cè)量W產(chǎn)生過(guò)程的縱向單自旋不對(duì)稱(chēng)，我們就可以直接探測(cè)到?？淇说臉O化信息?？v向單自旋不對(duì)稱(chēng)AL的定義為AL三(盯一or)／p盯一)，其中ty和盯一分別代表極化束流的螺旋度為正和負(fù)情況下的反應(yīng)截面。在領(lǐng)頭階，AL可以直接與面，J夸克的極化部分子分布函數(shù)△面，△a關(guān)聯(lián)。STAR(RHIC上的螺旋徑跡探測(cè)器)是RHIC上正在運(yùn)行的兩個(gè)主要的實(shí)驗(yàn)之一。在STAR實(shí)驗(yàn)上，W玻色子可以通過(guò)它們的輕子衰變道探測(cè)

5、。利用STAR的時(shí)間投影室、桶部電子量能器和端蓋電磁量能器，W玻色子到電子和中微子的衰變事例可以根據(jù)它們的運(yùn)動(dòng)學(xué)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征進(jìn)行挑選。W到電子和中微子的衰變事例應(yīng)該是一個(gè)孤立的大橫動(dòng)量的電子徑跡，并指向電磁量能器上一個(gè)孤立的大的能量沉積。由于出射的中微子我們是無(wú)法探測(cè)的，這種事例還應(yīng)存在明顯的橫動(dòng)量不平衡。根據(jù)這些特征我們可以把W事例從大量的QCD背景事例中挑選出來(lái)。W輕子衰變事例中的電子的橫動(dòng)量分布應(yīng)該在1／2W質(zhì)量(40GeV)附