ルイージ・ディ・レラ

ルイージ・ディ・レラ
ルイージ・ディ・レラ
生まれる	( 1937-12-07 )1937年12月7日（86歳） ナポリ、イタリア
国籍	イタリア語、スイス語
母校	ピサ大学
知られている	UA2コラボレーションの元スポークスパーソン
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学（素粒子物理学）
機関	CERN、ピサ大学

ルイジ・ディ・レラ（1937年12月7日ナポリ生まれ）はイタリアの実験素粒子物理学者。40年以上にわたり欧州原子核研究機構（CERN）の職員を務め、 CASTやUA2などの主要な実験で重要な役割を果たしてきた。1986年から1990年までUA2共同研究のスポークスマンを務め、同共同研究はUA1共同研究とともに1983年にWボソンとZボソンを発見した。^[1]

ディ・レラは、幼少時代を過ごしたイタリアのナポリを離れ、ピサ大学とピサ高等師範学校で物理学を学びました。ディ・レラは、1959年にピサ大学でミューオン捕獲をテーマに博士号を取得しました。マルチェロ・コンヴェルシの指導の下で執筆された彼の論文は、原子核におけるミューオン捕獲から放出される中性子の縦偏極の測定に関するものでした（イタリア語、未発表）。

学位取得後、ディ・レラはローマ大学に在籍するマルチェロ・コンヴェルシと研究を続けた。彼はローマと欧州原子核研究機構（CERN）を行き来し、 CERNのシンクロサイクロトロンを加速器として実験に利用し、1961年に2年間の欧州原子核研究機構研究員の職を得た。

1950年代に物理学者は、正ミューオンが陽電子と光子に崩壊するμ ⁺ → e ⁺⁺ γや、負ミューオンの原子核捕獲による電子放出μ ⁻ + N → N + e ⁻などのプロセスがなぜ観測されないのか疑問に思い始めました。当時の知識では、これらの反応が存在しない理由はなく、エネルギー、電荷、スピンは保存されます。ディ・レラは、負ミューオンの原子核捕獲による電子放出の探索に関する感度を高めた2つの連続した実験に参加し、ミューオンと電子が異なる量子数を持つという仮説を強化しました（今日では「レプトンフレーバー」と呼ばれています）。^[2]この仮説の決定的な実験的証明は、1962年にブルックヘブン30GeV交代勾配シンクロトロン（AGS ）で行われた初の高エネルギーニュートリノ実験で達成され、 π ⁺ → μ ⁺ νからのニュートリノが検出器内で相互作用したときに電子ではなくミューオンのみを生成することが示され、この成果によりレオン・レーダーマン、メル・シュワルツ、ジャック・スタインバーガーの3人が1988年のノーベル物理学賞を共同受賞した。^{[3] [4]}

1964年から1968年まで、ディ・レラは欧州原子核研究機構（CERN）の研究物理学者として勤務した。この間、彼は陽子シンクロトロン（PS）での、偏極標的からのハドロンの高エネルギー弾性散乱に関する実験に参加し、回折領域でπ ⁺とπ ⁻の符号が逆になる予期せぬスピン効果を発見した。^[5]

翌年、ディ・レラはニューヨークのコロンビア大学の物理学の准教授となり、1970年まで2年間その職を務めた。

ディ・レラは、CERNから研究物理学者として無期限の雇用のオファーを受けた後、1970年にCERNに戻った。CERNの世界初のハドロン衝突型加速器である交差貯蔵リング（ISR）の建設が最近完了したばかりだった。コロンビア大学にいた頃、ディ・レラは、CERN、コロンビア、ロックフェラー大学の物理学者とともに、高質量の電子陽電子対を探すISR実験の提案書を書いた。^{[6] R-103として知られるこの実験では、ビーム方向に対して90度の反対}方位角に2つの大型検出器が設置され、電子、陽電子、光子を検出し、それらのエネルギーと角度を測定した。[6] すぐに、ビーム^に対して大きな角度^{で放出された}中性中間子（π0 ）の崩壊からの高エネルギー光子の予想外の高い割合が発見された。^{[7] 1970年代初頭には大容量の}ハードディスクも高度なデータ収集システムもなかったため、磁気テープへのデータの書き込み速度は1秒あたり10イベントを超えることはできませんでした（それでも、磁気テープは15分間のデータ取得でいっぱいになりました）。イベント率をこの制限以下に抑えるために、イベントトリガーで使用される電子検出しきい値が1.5 GeV以上に引き上げられ、3.1 GeVの質量を持つ未発見のJ / Ψ粒子が検出から除外されました^[7]（この粒子はチャームドクォーク-反クォーク対の束縛状態であり、1974年にブルックヘブンAGSとスタンフォード大学の電子陽電子衝突型加速器SPEARで発見され、この発見により1976年のノーベル物理学賞がB.リヒターとSCCティンに授与されました）。^{[8] [9] [10]}

大きな角度で高エネルギーπ ⁰中間子が生成される原因は、陽子の点状構成要素（クォーク、反クォーク、グルーオン）の強い相互作用によるものであることがすぐに理解されました。電子と電磁的に相互作用する、電荷を帯びた点状陽子構成要素の証拠は、1968年にSLACのスタンフォード線形衝突型加速器で行われた深非弾性電子散乱実験ですでに発見されており、この実験によりJ.フリードマン、H.ケンドール、R.テイラーは1990年のノーベル物理学賞を受賞しました。^[11] R-103実験では、これらの構成要素が強く相互作用しているときも点状粒子として振舞うことが分かりました。^[6]

R-103 の結果は、大きな角度では低エネルギー中間子のみが生成されると予測していた陽子-陽子衝突の以前の理論とは対照的でした。この実験は、ハドロン構成要素間の強い相互作用を理解するための一歩でした。残念ながら、大きな角度での高エネルギーπ ⁰中間子生成の発見により、より重要なJ / Ψ粒子の発見が妨げられました。

1978年、ディ・レラはUA2実験を提案した4人の上級物理学者の1人だった。^[12]実験の目的は、スーパープロトンシンクロトロン（SPS ）を改造した陽子-反陽子衝突型加速器（Sp p S ）でWボソンとZボソンの生成と崩壊を検出することだった。UA2は、 UA1共同研究と共同で1983年にこれらの粒子の発見に成功し、1984年のノーベル物理学賞をカルロ・ルビアとサイモン・ファン・デル・メールに授与することにつながった。^[13] UA2は、ハドロン衝突による高横方向運動量でのハドロンジェット生成を観測した最初の実験でもあった。 ^{[14]ディ・レラは、Sp} p Sの高輝度運転が中止された1986年から1990年までUA2実験のスポークスマンを務めた。

1990年代にディ・レラはニュートリノ振動に興味を持つようになった。彼はCERN SPSからの高エネルギーニュートリノ（主にν _{μ ）を使用してν μ} -ν _{τ振動を探すことを目的としたWA96/NOMAD実験の提唱者の一人であり、1995年にこの実験のスポークスマンに就任した}^。[15] 3番目のニュートリノが宇宙の暗黒物質の主成分である可能性があるという理論的推測に基づいて、彼らは平均約650メートルの距離で振動を探した。彼らは振動を発見しなかったが、これらの振動が日本のスーパーカミオカンデ実験で地球大気中の宇宙線によって生成されたニュートリノを使用して初めて観測されたとき、それらは1000kmオーダーの距離で発生することがわかった（T.梶田とA.マクドナルドはニュートリノ振動の発見により2015年のノーベル物理学賞を共同受賞した）。^[16]

ディ・レラは2000年から引退まで、太陽の中心部で生成されるアクシオンを探すCAST実験（CERNアクシオン太陽望遠鏡実験）に参加しました。 2004年に引退した後は、物理学者として最初の一歩を踏み出した学校であるピサ高等師範学校とピサ大学の研究員を務めました。彼は現在もCERNで精力的に働いており、NA62実験で荷電K中間子の崩壊に関する実験を行っています。

1991年から2006年まで、Di Lella氏はNuclear Physics B誌の監修編集者を務めた。

• UA2 コラボレーション、1983、「CERN 反 p p 衝突型加速器における Z0 ---> e+ e- の証拠」、Phys. Lett. B、vol. 129、no. 1-2、pp. 130-140
• UA2 コラボレーション、1983 年、「CERN 反 p p 衝突型加速器における横方向エネルギー消失イベントにおける高横方向運動量の孤立単一電子の観測」、Phys. Lett B.、vol. 122、no. 5-6、pp. 476-485
• CAST コラボレーション、2007、「CAST 実験による軸子-光子結合の改良された制限」、JCAP 0704、2007 年巻、第 10 号。
• CAST コラボレーション。2004 年、「CERN アクシオン太陽望遠鏡 (CAST) からの最初の結果」、Phys. Rev. Letter、第 94 巻、第 12 号、pp. 1-5
• UA2 コラボレーション、1992、「CERN 反陽子-陽子衝突器における W 質量と Z 質量の比の改良された決定」、Phys. Letter. B、vol. 276、pp. 354-364
• UA2 コラボレーション、1987、「W ボソンと Z ボソンの研究による標準モデルパラメータの測定」、Phys. Letter. B、vol. 186、pp. 440-451
• UA2 コラボレーション、1982 年、「CERN 反 p p 衝突型加速器における非常に大きな横方向運動量ジェットの観測」、Phys. Lett. B、vol. 118、pp. 203-210
• FW Brusser 他、1973、「高エネルギー陽子衝突における大きな横方向運動量を持つ pi0 中間子の観測」、Phys. Lett. B、vol. 46、pp. 471-476

• CERNインタビュー
• INSPIRE-HEP 上のルイージ ディ レラの科学出版物