초록 ▼

□ 연구개요
양성자는 발견된 지 가장 오래된 강입자이나 그 스핀의 기원은 아직 의문점으로 남아 있다. 그리고 핵 내의 파톤분포함수를 포함한 차가운 핵물질효과도 아직 잘 이해하지 못하고 있다. 이 과제는 미국 브룩해븐국립연구소(BNL)의 상대론적중이온충돌 가속기(RHIC)에서 PHENIX 검출기를 이용해 취득한 자료를 분석해 양성자와 핵의 스핀구조를 연구하고자 한다. 그리고 작은 충돌계를 이용하여 강한상호작용물질의 집단유체흐름 현상을 체계적으로 이해하려 한다. 또한 RHICf 공동연구에 참여해 편극 양성자와 비편극 양성자 사이의

□ 연구개요
양성자는 발견된 지 가장 오래된 강입자이나 그 스핀의 기원은 아직 의문점으로 남아 있다. 그리고 핵 내의 파톤분포함수를 포함한 차가운 핵물질효과도 아직 잘 이해하지 못하고 있다. 이 과제는 미국 브룩해븐국립연구소(BNL)의 상대론적중이온충돌 가속기(RHIC)에서 PHENIX 검출기를 이용해 취득한 자료를 분석해 양성자와 핵의 스핀구조를 연구하고자 한다. 그리고 작은 충돌계를 이용하여 강한상호작용물질의 집단유체흐름 현상을 체계적으로 이해하려 한다. 또한 RHICf 공동연구에 참여해 편극 양성자와 비편극 양성자 사이의 충돌 실험을 실시하고, 매우 낮은 가로운동량 영역에서 중성 파이온의 단일스핀비대칭성을 측정하여 양성자의 스핀구조 이해를 위한 새로운 데이터를 제공한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 편극 양성자 충돌에 의해 생성된 무거운 맛깔 입자의 스핀비대칭성을 분석하여 글루온 스핀이 양성자의 스핀에 기여하는 바를 연구하였다.
2. 편극 양성자 충돌에 의해 생성된 약전자기력 매개입자인 W가 붕괴하며 방출된 뮤온의 스핀비대칭성을 분석하여 양성자 내 반쿼크의 스핀성분을 연구하였다.
3. 편극 양성자와 핵의 충돌에 의해 전방으로 방출된 중성자의 스핀비대칭성을 분석하였다. 중성자의 단일스핀비대칭도는 핵자수가 증가함에 따라 커졌다.
4. 200, 62.4, 39, 19.6 GeV d+Au 충돌에서 작은 충돌계 집단유체흐름 현상의 빔에너지 의존성을 연구하였다.
5. p/d/³He + Au 충돌에 의한 집단유체흐름 변수를 연구하여 소규모 핵물질의 점성도 등을 결정할 수 있는 체계적인 데이터를 취득하였다.
6. RHICf 실험을 RIKEN 그룹과 함께 주도적으로 실시하고 전방으로 방출된 중성 파이온의 스핀비대칭도를 분석하였다. 중성 파이온의 단일스핀비대칭도는 가로운동량이 증가할수록, 그리고 파인만 x 변수가 증가할수록 커졌다. 이는 핵자 내 스핀구조에 대한 모델을 검증할 수 있는 중요한 데이터이다.

□ 연구개발결과의 중요성
1. 양성자의 스핀구조함수는 물리학의 근본적인 미해결 문제 가운데 하나인 양성자 스핀의 기원을 이해하는데 필요하다.
2. 핵 내의 파톤분포에 대한 정밀한 정보와 집단유체흐름 분석 정보는 궁극적으로 강한 핵력에 관한 이론인 QCD 이론을 정립하는데 중요하다.
3. 핵 충돌 데이터 취득에 필요한 트리거 전자장비 및 각종 검출기의 운영, 실시간 데이터 감시 장치 운영, 초대형 데이터 분석 등은 현재 국내에 건설 중인 RAON 가속기의 핵물리 실험에 직접적으로 활용할 수 있다.
4. RHICf 검출기 운영을 통해 취득한 각종 하드웨어 및 소프트웨어 개발 내용은 앞으로 우리나라의 핵물리학 발전, 특히 QCD 연구에 크게 도움이 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) 편극 양성자 빔을 이용한 양성자 스핀구조 함수 ... 5
• 2) 편극 양성자와 핵 충돌에 의한 양성자 및 핵의 스핀구조 함수 ... 7
• 3) d/p+Au 충돌에 의한 핵물질의 강한상호작용 연구 ... 9
• 4) RHICf 실험 수행 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 35