リニアコライダーにおけるトップクォークのCP非保存の研究

• Project/Area Number: 11127219
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 藤井 恵介 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (30181308)
• Project Period (FY): 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1999: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: トップクォーク / リニアコライダー / イベントジェネレータ / CP非保存 / しきい値補正 / QCD

Research Abstract

本年度前半では、昨年度に続き、電子・陽電子衝突反応でトップクォークが終状態に現れる反応の内トップの対生成に焦点を合わせ、イベントジェネレーターおよび、測定器シミュレーター、解析プログラムの開発を行った。これらに関しては、今後のソフトウエアー開発の方向性を考慮し、オブジェクト指向技術を取り入れたものへの移行を念頭に置いて開発を進めた。特に、シミュレーターデータの解析に関しては、終状態のジェットクラスタリングや、不変質量法によるパートンの再構成、b-タッグにいたる全ての手続きがC_<++>によるオブジェクト指向プログラムでできるようになり、解析が著しく効率化された。また、ジェネレーターに関しては、昨年度はリーディングオーダーのS_-波共鳴の効果のみであったが、本年度は、さらにP_-波共鳴の効果も採り入れ、しきい値領域でのトップ対生成の特長である前後方非対称度も再現できるようになった。
本年度の後半では、これらのソフトウエアー開発の進捗に呼応し、それらを用いたシミュレーション実験により、ttγ、ttZ、およびttgバーッテクスに現れうるCP非保存な異常結合の検出可能性の検討を行った。トップクォーク対生成でのCP非保存の研究は、これまでの所、パートンレベルで100%正しく終状態が再構成できることを仮定するか、あるいは、終状態のトップクォーク崩壊で生じたWボソンからのレプトンのみに注目したものがほとんどであり、バックグランドプロセスがちゃんと考慮されているものはほとんどない。本研究では、ちゃんとした測定器シミュレーションを経た解析をすることにより、トップ対生成バーテックスにおけるCP非保存な異常結合への実験感度を定量化した。リニアコライダーの特長である偏極電子ビームの有効性が明らかになったこと、また、しきい値領域の特長であるクーロングルーオンの多重交換を利用することにより、今まで電子・陽電子コライダーでは計りにくいとされてきたトップのグルーオンとの異常結合の測定可能性が示されたことは特筆される。