PLUTOは、ハンブルクのドイツ国立研究所DESYにおける高エネルギー素粒子物理学実験用の検出器でした。1974年から1978年までDORISシンクロトロンで運用され、1977年から1978年にかけてPETRA加速器での運用に向けて大幅にアップグレードされ、1979年までデータ取得が行われました。[ 1 ]
検出器
PLUTO は、世界初の電磁超伝導ソレノイドと非常に均一な軸方向磁場1.2 テスラ[ a ]を使用し、 DESYの電子-陽電子加速器の直線セクションで動作しました。最初は 1974 年から 1976 年にかけて DORIS I (質量中心エネルギーが ~3–5 GeV のストレージ リング) で動作し、次に 1978 年に DORIS II (質量中心エネルギーが ~7–10 GeV のアップグレードされた DORIS ストレージ リング)、その後 1978 年から1982 年にかけてPETRA (これもストレージ リング、質量中心エネルギーが ~10–45 GeV のより高い) で動作しました。[ 2 ]
実験結果
PLUTO共同研究は、ドイツのアーヘン、DESY、ハンブルク、ヴッパータール、ジーゲンの各研究所から約35名の物理学者によって開始され、その後、米国、英国、イタリア、イスラエルの大学から新たなメンバーが加わりました。この共同研究は、部分的に未開拓であった幅広いエネルギー領域における電子-陽電子物理学を研究し、発見されたばかりのチャームクォークとタウレプトンの探究によって新物理の発見に貢献し、電弱相互作用と強相互作用に関する重要な知識[ 2 ]を付加し、以下のことを実証することで新現象を発見しました[ 3 ]。
- Y(9.46 GeV)は非常に狭いボトム-反ボトムニュークォーク共鳴である（ DORISでの別の実験と併せて観測された）。
- Yはハドロン崩壊して大部分（約97％）が3つのグルーオンに崩壊する。
- グルーオンは分裂してジェット（クォークとほぼ同様）にハドロン化し、Yハドロン崩壊の3つのジェットとして見られる。
- グルーオンはスピン1を持ち、
- グルーオン制動放射が存在する（ PETRAでのさらに 3 つの実験とともに発見）。
これらすべてがグルーオンとグルーオンジェットの発見、そして強い相互作用の量子色力学（QCD）理論の確認につながりました。 [ b ]
1995年、ヨーロッパ物理学会（EPS）の「特別高エネルギー素粒子物理学賞」が、 PLUTO、 TASSO、MARK-J、JADE共同研究グループに、 「グルーオンの存在を独立かつ同時に証明した」功績により授与された（これは、1979年にPETRAで上記4つの共同研究グループがグルーオンの制動放射過程を発見したことに対する賞であり、1978年にDORISでPLUTOがY→3グルーオン→3ジェット崩壊を発見した賞ではない）。
注記
- ^このような磁石は後に医療分析のための核磁気共鳴（ NMR ）分光法に使用された。
- ^ DORISにおけるPLUTOによる最初のグルーオンの証拠に関するアリとクレイマーのレビュー[ 4 ]も参照のこと。247ページと264～268ページ（第4章「Y崩壊におけるグルーオンジェット」）を参照。
参考文献
- ^ INSPIRE-HEPにおけるPLUTO実験記録
- ^ a b L. CriegeeとG. Knies (1982). 「PLUTO検出器によるe + e − の物理学」. Physics Reports . 83 (3): 151– 280. Bibcode : 1982PhR....83..151C . doi : 10.1016/0370-1573(82)90012-6 .
- ^ BR StellaとH.-J. Meyer (2011–2012). 「Y(9.46 GeV)とグルーオンの発見（PLUTO実験結果の重要な回想）」. European Physical Journal H. 36 : 203– 243. arXiv : 1008.1869 . Bibcode : 2011EPJH ...36..203S . doi : 10.1140/epjh/e2011-10029-3 .
- ^ A. AliとG. Kramer (2011). 「JETSとQCD：クォークとグルーオンジェットの発見とQCDへの影響に関する歴史的レビュー」European Physical Journal H. 36 ( 2): 245– 326. arXiv : 1012.2288 . Bibcode : 2011EPJH...36..245A . doi : 10.1140/epjh/e2011-10047-1 .
