[論文レビュー] High-Energy Polarimetry at RHIC

Boris Kopeliovich|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、RHICにおける高エネルギー極化計測のため、陽子-陽子および陽子-核の弾性散乱におけるクーロン-核子干渉（CNI）を用いることを提案する。この方法は、小さなおよび中程度のtにおけるエネルギーに依存しない左右非対称性（A_N(t)）を活用し、約10%の系統的不確実性で信頼できる絶対的極化計測を可能にする。この計測は、反跳陽子の極化測定を用いてキャリブレーションされる。

ABSTRACT

We compare a few types of high energy reactions which seem to be practical for polarimetry at RHIC. Coulomb-nuclear interference (CNI) in pp elastic scattering leads to a nearly energy-independent left-right asymmetry A_N(t) at small t. The systematical uncertainty of this method is evaluated to be ~ 10%. The CNI in proton-nucleus elastic scattering is predicted to result in larger values of A_N(t) and occurs at larger momentum transfer than in pp elastic scattering. This energy independent asymmetry can be used for the polarimetry. As an absolute polarimeter one can use elastic pp scattering on a fixed target at large |t| ~ 1 - 1.5 GeV^2, where A_N(t) is reasonably large and nearly energy independent. Although it cannot be reliably calculated, one can calibrate the polarimeter by measuring the polarisation of the recoil protons.

研究の動機と目的

• RHICにおける実用的な高エネルギー反応を、極化計測に適した反応として特定すること。
• ppおよびp-A散乱におけるCNIに基づく極化計測の系統的不確実性を評価すること。
• 大きな|t|（約1–1.5 GeV²）における弾性pp散乱を用いた絶対的極化計器の提案すること。
• 理論的不確実性を補うために、反跳陽子の極化測定を用いた極化計器のキャリブレーションを可能にすること。

提案手法

• 小さな運動量移行tにおける弾性陽子-陽子散乱におけるクーロン-核子干渉（CNI）を用い、左右非対称性A_N(t)を生成する。
• 陽子-核散乱におけるCNIを分析し、pp散乱と比較してより大きなA_N(t)値とより大きな運動量移行が得られることを予測する。
• 大きな|t|（約1–1.5 GeV²）における固定標的に基づく弾性pp散乱を、大きな、ほぼエネルギーに依存しないA_N(t)のおかげで絶対的極化計器として提案する。
• 反跳陽子の極化測定を同じ反応で行い、A_N(t)における理論的不確実性を補うことで、極化計器をキャリブレーションする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ppおよびp-A弾性散乱におけるCNIは、RHICにおける極化計測に適した安定した、エネルギーに依存しない非対称性を提供できるか？
• RQ2 高エネルギー陽子散乱におけるCNIに基づく極化計測法の系統的不確実性はどの程度か？
• RQ3 理論的不確実性があるにもかかわらず、大きな|t|における弾性pp散乱は信頼できる絶対的極化計器として機能できるか？
• RQ4 大きな|t|におけるA_N(t)について理論的予測が信頼できない場合、極化計器はどのようにキャリブレーションできるか？

主な発見

• pp弾性散乱におけるCNIは、小さなtにおいてほぼエネルギーに依存しない左右非対称性A_N(t)を生成し、系統的不確実性は約10%と推定される。
• 陽子-核散乱におけるCNIは、pp散乱と比較してより大きなA_N(t)値とより大きな運動量移行を示す。
• |t| ~ 1–1.5 GeV²における弾性pp散乱は、大きな、エネルギーに依存しないA_N(t)のおかげで実用的な絶対的極化計器として成立する。
• 反跳陽子の極化測定により、A_N(t)における理論的不確実性を補うことができるので、極化計器は信頼性を持ってキャリブレーション可能である。