アトラス実験でのTevミューオンによる余剰次元の発見

• Project/Area Number: 18034005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 田中 礼三郎 Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (90325077)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 隅野 行成 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教 (80260412)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2007: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: LHC / アトラス実験 / 余剰次元 / ゲージ・ボソン

Research Abstract

LHC加速器でのアトラス実験におけるDrell-Yan過程pp→γ^*/Z→μ^+μ^-により、TeVエネルギーのミューオンによる余剰次元または新しいゲージ・ボソンZ'の発見のための研究を行った。余剰次元モデルでは、ADDモデルによるゲージ・ボソンのKaluza-Klein励起状態や、Randall-Sundrumワープ・モデルによる重力子のKK共鳴状態を予言している。また余剰次元モデルに限らず、新しいゲージ・ボソンZ'の存在を予言するモデルも多い。これらの標準模型を超える物理を、LHC実験開始後平成20年度までに蓄積される10fb^<-1>のデータで、質量が3TeVまでの領域で理論のモデルに依らない方法で探索するための研究を行なった。コライダー実験により余剰次元すなわちブレーンワールドもしくは新しいゲージ・ボソンが発見されれば、素粒子物理学に与えるインパクトは大きい。
平成19年度は以下の研究を行った。新粒子によるμ+μ-対の不変質量および崩壊幅の決定方法について研究を行った。TeVミューオンの場合、検出器の分解能と新粒子の自然崩壊幅が同じ程度であることがあり、その決定が難しい。そのため検出器の分解能を他の物理プロセスにより決定し、検出器分解能の畳み込みによるBreit-Winger共鳴の決定方法を開発した。また、LHC計画実験初期データにおけるDrell-Yanプロセスによるバックグラウンドの評価方法について研究をおこない、新粒子早期発見の可能性について議論した。LHC計画アトラス実験におけるExoticsグループにおいてこれらの研究をおこなった。成果は、物理論文CSCノートとして査読付きの雑誌に出版される予定である。

Research Products

• [Presentation] KK modeの研究 (2008)
  • Author(s): 田中礼三郎
  • Organizer: 研究会「LHCが切り拓く新しい素粒子物理学」
  • Place of Presentation: 東京大学ICEPP
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Book] 数理科学2007年11月号 特集<電弱統一理論> LHCへの期待 (2007)
  • Author(s): 田中礼三郎
  • Total Pages: 7
  • Publisher: サイエンス社