2020 Fiscal Year Annual Research Report
ヒッグス粒子発見後の素粒子物理学の新展開～LHCによる真空と時空構造の解明～
| Project Area | New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure |
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| Project/Area Number |
16H06488
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
浅井 祥仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60282505)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 超対称性粒子 / ヒッグス粒子 / 暗黒物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
素粒子の研究は、ヒッグス粒子の発見により、「素粒子」自体の研究から、素粒子を使って「時空や真空」を探る新しい段階へ進みつつある。本領域は、衝突エネルギーを13TeVまで倍増させたLHC加速器を用いて、第２期実験H27年度からH30年度まで合わせて、170fb-1近いデータを収集できた。このデータを用いてヒッグス粒子を精密に調べたところ、予測を超える大きな成果が得られた。1)ヒッグス粒子と他の素粒子との結合の強さを測定した。物質を形成するフェルミ粒子との結合も測定し、ボトムクォーク、トップクォーク、タウレプトンとの結合の強さを誤差10-20％で測定した。力を伝えるゲージ粒子ばかりでなく、フェルミ粒子の質量もヒッグス粒子起源であることが分かった。2)世代の解明：第2世代の素粒子であるミュー粒子とヒッグス粒子の結合の強さを測定し、世代の違いをヒッグス粒子が作っていることが分かった。3)我々の宇宙が安定ではなく、準安定であることが分かった。我々の宇宙の真空が一番エネルギーが低いのではなく、別の最低エネルギー状態があることを示し、新現象の存在を示唆する結果である。この新現象に対応するものについて領域全体で研究を進めている。最近観測されたフレーバー物理の精密測定と標準理論との乖離や、ミューオンg-2の精密測定の結果のズレ、暗黒物質などの成果を包含して、新しい現象の可能性とLHCでの観測が期待される素粒子現象について、複数の可能性まで絞り込んだ。幅広い分野の研究者が参加しており、LHCの第３期実験や公募研究と合わせて、その可能性を検証できることがわかった。令和元年度から令和３年度までの期間は物理解析を進めるとともに，加速器、検出器ともにLHC第３期に向けた準備を進めた。令和４年度に開始した第３期運転ではエネルギーを13.6TeVまで上げ，データ収集を順調に進めることができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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