理化学研究所（理研）および国際プログラム・アソシエイトらが参画する国際共同研究グループは，米ブルックヘブン国立研究所（BNL）の偏極陽子衝突型加速器「RHIC（リック）」を使って，これまでで最高の衝突エネルギー510GeVで陽子内部のグルーオンの向きを精密測定することに成功した（ニュースリリース）。

陽子には内部構造があり，クォークとグルーオンと呼ばれる素粒子により構成されている。グルーオンはクォークを結びつける「のり」の役割をする素粒子。全ての粒子は「スピン」と呼ばれる「向き」を表す固有の性質を持っており，陽子の向きは“陽子内部のクォークの向きの合計で決まっている”と考えられていた。

しかし1980年代に，光を用いて陽子内部のクォークを調べたところ，その向きだけでは陽子の向きを説明できないことが分かり，「陽子の向き（スピン）の謎」として原子核物理学の大きな問題となった。

この謎を解明するためには，陽子の内部にあり光とは直接反応しないグルーオンを調べることが必要となるが，これは向きを揃えた陽子（偏極陽子）同士を高エネルギーで衝突させることができるRHICによって実現した。

RHICでの偏極陽子加速は理研とBNLの国際協力により実現した。陽子同士を衝突させると陽子内部のグルーオンの衝突が起こり，中性π（パイ）中間子が生成されるため，これを用いて内部のグルーオンを調べることができる。

理研の実験研究グループが参画するRHIC加速器のPHENIX実験では，中性π（パイ）中間子の陽子の向きによる非対称度（アシンメトリ）を測定しており，2003年～2009年には，陽子を200GeVのエネルギーで衝突させる実験を行なっている。

この結果から摂動QCD（Quantum Chromodynamics，量子色力学）という理論により内部のグルーオンの向きを計算することができるが，このエネルギーでの衝突実験の測定だけでは，陽子内部の全てのエネルギーのグルーオンを測定したことにはならない。

そのため，2012年～2013年にかけてRHICの最高衝突エネルギーである510GeV，55%以上の陽子偏極度（陽子の向きが揃っている割合）による衝突実験を行なった。

衝突エネルギーを高くすると，逆に陽子内部のエネルギーの低いグルーオンに対する感度が高くなるため，今回の実験ではこれまでで最もエネルギーの低いグルーオンを測定したことになるという。

510GeVの実験データは，200GeVでの測定よりも大きい正の非対称度を示した。これは，摂動QCD計算からも予測されたことで，低いグルーオンのエネルギー領域でも摂動QCDが有効な理論であり，グルーオンの向きの精密測定に利用できることを示したもの。これは，陽子の向きの謎の全容解明に向けた大きな一歩になるとしている。