Research and development of simulation tools for exploring new physics at linear colliders
| Project/Area Number |
23K20840
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| Project/Area Number (Other) |
21H01077 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
馬渡 健太郎 岩手大学, 教育学部, 教授 (90814096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩原 薫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (50189461)
神前 純一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (60169787)
ジーンズ ダニエル 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80748476)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | リニアコライダー / 新物理 / 計算ツール / ヘリシティー振幅 / ファインマンダイアグラムゲージ / ILC / タウレプトン |
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| Outline of Research at the Start |
素粒子実験の最前線で、LHC実験等の高エネルギーコライダーで素粒子の多重生成事象を検出、解析し、標準模型の検証と新物理の発見の要となるのが散乱振幅自動生成プログラムである。本研究グループは本研究課題を通して、散乱振幅数値計算の全く新しい計算法を発見し、標準模型の全ての散乱過程の散乱振幅を自動計算させることに成功した。この新しい計算法は、従来不可避と思われていた「異なるファインマン図間のゲージ相殺」を回避する。その結果、散乱振幅の物理的理解を深めるとともに、より効率的な高エネルギー事象生成シミュレーションを提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、岩手県北上山地での建設が議論されている国際リニアコライダー（ILC）をはじめとする将来の高エネルギーリニアコライダー（線形加速器）実験における、素粒子標準模型を超える新物理探索に資する計算ツールの開発を目的とする。またその有効性を標準模型の精密検証と新物理模型探索の両面で実証していく。
本研究課題により雇用した外国人研究の研究協力のおかげで、本研究課題をもとに我々が提案した新しいゲージ固定、ファインマンダイアグラムゲージをイベントシミュレーションツール（MadGraph5）に実装することができたことが今年度の大きな成果である。これにより、これまでシミュレーションが困難であった将来の高エネルギー（10-100TeV）実験における散乱過程のシミュレーションが可能となった。これまでのところは標準模型のみがシミュレーション可能であるが、今後はこれを新物理を含めた過程にまで発展させていきたい。このテーマで国立台湾大学で毎年行われる国際会議で招待講演を行い、現地の方々と議論を行うことができた。
2023年2月には第二回となる国際スクール「Iwate Collider School 2023」を主催し、ヨーロッパからコライダー物理で活躍する研究者を講師に招き、国内外から25名の大学院生・若手研究員の現地参加があった。まだコロナ禍の開催ということで感染状況・対策に気を使いながらであったが、非常に有意義なスクールとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍のため予定より約半年遅れたが、2022年7月より外国人研究員を雇用することができ研究体制が整った。
それにより散乱振幅数値計算の効率化に着手することができ、おおむね順調に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題をもとに我々が提案した新しいゲージ固定、ファインマンダイアグラムゲージをイベントシミュレーションツール（MadGraph5）に実装できたことで、今後はそれを様々な散乱振幅に適応し研究成果を積み重ねていきたい。同時にこのゲージの背後にある物理の理解にも努めたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
