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トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子の探索とトップクォーク湯川結合の測定

Research Project

Project/Area Number 15J04660
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

本多 俊介  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsATLAS / LHC / ヒッグス / トップクォーク / ttH / トップ湯川結合 / 信号領域 / 発見感度 / ttH背景事象見積もり / ttH信号感度
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、欧州原子核研究機構(CERN)の陽子衝突型加速器LHCのATLAS検出器によって取得するデータを用いて、トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子(ttH生成モード)を発見し、トップクォークとヒッグス粒子の結合定数(トップ湯川結合定数)を測定することが目的である。
検出器運転に関しては、昨年度まで取り組んでいた業務引き継ぎを行うとともに、今年度で一新されたソフトウェア環境への移行作業にも取り組んだ。
昨年度までの2年間で、データ取得システムの責任分担を主とし、ATLAS検出器の運転に従事することで重心系エネルギー13TeVで約36.1 fb-1の統計量のデータを取得した。今年度はそれらのデータを用いて、新たに考案した研究手法の詳細な評価を通じてその解析手法を確立させた。さらに、この手法で定義した各解析領域で多変量解析の最適化・フィッティングの妥当性評価を行うことで、最終結果を公表するに至った。観測されたttH生成は背景事象から1.4σの超過であった。当初の推定よりも背景事象の不定性が高く3σの信号量有意度は達しなかったが、従来よりも優れた解析方法を確立できた。これらの結果をまとめた論文は、来年度前半には出版される予定である。ヒッグスの他の崩壊モードと統合した結果は、背景事象のみと仮定した場合からは4.2σの超過となり、ATLASとして初めてttH生成の証拠を示すことに成功した。この結果をもとにトップ湯川結合の直接測定を行い、標準模型と一致する結果を得た。
本研究の解析や検出器運転のグループを代表して成果・進捗を報告したことに加え、広く国際学会でATLASの代表として成果を報告する機会も多く、研究成果を広く発信することができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Evidence for the associated production of the Higgs boson and a top quark pair with the ATLAS detector2018

    • Author(s)
      ATLAS Collaboration
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 97 Issue: 7 Pages: 072003-072003

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.072003

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Search for the standard model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into a bb pair in ppcollisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector2018

    • Author(s)
      M. Aaboud, K. Hanagaki, et al. [ATLAS Collaboration]
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 97 Issue: 7 Pages: 72016-72016

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.072016

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurement of cross sections and couplings of the Higgs Boson using the ATLAS detector2018

    • Author(s)
      S. Honda, on behalf of the ATLAS collaboration
    • Journal Title

      Nuclear and Particle Physics Proceedings

      Volume: 294-296 Pages: 183-188

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysbps.2018.03.006

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highlights of top quark production measurements at ATLAS2018

    • Author(s)
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • Organizer
      LISHEP2018 conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LHC-ATLAS実験Run2におけるH->bb崩壊過程でのヒッグス粒子ttH生成過程探索結果2018

    • Author(s)
      本多俊介
    • Organizer
      日本物理学会2018年年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into bb in the ATLAS detector2017

    • Author(s)
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Particle Physics and Astrophysics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LHC-ATLAS実験Run2におけるH->bb崩壊過程でのヒッグス粒子ttH生成過程探索2017

    • Author(s)
      本多俊介
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of cross sections and couplings of the Higgs Boson using the ATLAS detector2017

    • Author(s)
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • Organizer
      20th High-Energy Physics International Conference in Quantum Chromodynamics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LHC-ATLAS実験Run2における H->bb崩壊過程での ヒッグス粒子ttH生成過程探索のための 発見感度向上の研究2017

    • Author(s)
      本多俊介
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] LHC-ATLAS実験Run2における bクォーク対に崩壊するヒッグス粒子の ttH生成過程探索のための 信号領域最適化の研究2016

    • Author(s)
      本多俊介
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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