W玻色子作为探针研究质子自旋夸克味结构

通过W玻色子衰变来研究不同味道夸克尤其是海夸克对质子自旋的贡献是PHENIX实验自旋物理研究的一个新的重要途径。但是PHENIX实验原有的测量轻子的MUON探测器触发系统不能满足W玻色子的测量，需要进行升级，增加新的RPC探测器。 中国原子能科学研究院作为PHENIX国际合作组在中国的发起成员单位参加合作。本项目拟通过参加PHENIX MUON探测器的升级工作，获得第一手PHENIX实验数据，在高能质子对撞实验中以W玻色子为探针研究极化质子分布，通过测量W玻色子产物的单自旋不对称来研究质子内不同味夸克对质子自旋贡献。探测核子自旋结构对揭示核子由基本粒子夸克和胶子构成的图像，认识自然界的基本作用之一的强相互作用，理解量子色动力学（QCD）描述的强相互作用如何束缚夸克和胶子构成核子、核子组成原子核、再到我们观察到的物质世界，具有重大科学意义。

W玻色子在高能量下衰变产生轻子和中微子，这个反应机制比起深度非弹性散射最大的好处在于可以忽略碎裂函数，不会带来系统误差。通过W玻色子衰变来研究不同味道夸克尤其是海夸克对质子自旋的贡献是PHENIX实验自旋物理研究的一个新的重要途径。但是要从大量的强子本底和其他MUON衰变道鉴别出W玻色子衰变的MUON是非常困难的。PHENIX实验原有的测量轻子的MUON探测器触发系统不能满足W玻色子的测量，需要进行升级，增加新的RPC探测器。 中国原子能科学研究院作为PHENIX国际合作组在中国的发起成员单位参加合作。本项目通过参加PHENIX MUON探测器的升级工作，获得第一手PHENIX实验数据，在高能质子对撞实验中以W玻色子为探针研究极化质子分布，通过测量W玻色子产物的单自旋不对称来研究质子内不同味夸克对质子自旋贡献。使用新的MUON探测器触发系统，PHENIX实验已经获得了大量的500GeV极化质子碰撞的实验数据。相应的物理分析包括如何从本底中提取信号和自旋不对称性的计算已经完成，并且和理论计算进行了比较。