2020 Fiscal Year Annual Research Report
New heavy particle search using the LHC accelerator
| 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 |
16H06494
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石野 雅也 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (30334238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 穣 大阪大学, 理学研究科, 助教 (30816880)
寄田 浩平 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60530590)
隅田 土詞 京都大学, 理学研究科, 助教 (80624543)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 未知重粒子探索 / 暗黒物質 / 重力子 / 大半径ジェット / 飛跡トリガー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「新重粒子探索」と「高速飛跡トラックトリガーの運転」の2本柱で研究を進め、以下の成果を得た。
素粒子の標準模型の枠組みには暗黒物質や重力が存在しておらず、その不完全性を補完して、より高いエネルギースケールの世界を正しく反映するモデルが多く提唱されている。それらのモデルは未知の重粒子が、LHC加速器によって生成されることを示唆するため、その探索はこれらの幅広いモデルを広く厳密に検証することになる。LHC第２期運転の全データを使うことにより、その未知重粒子が２つのWボソンに崩壊し、電子・ミューオン・２つのニュートリノに崩壊する過程を使った検証を行った。過去の全データを使うことにより、崩壊確率が小さい電子・ミューオンへの崩壊過程を利用可能となり、過去に行ってきた解析に比べて背景事象の寄与を強く制限することで、新粒子の感度を大きく向上させたのが今回得られた成果の特徴である。データ解析の結果、新粒子を発見できず、５つの理論モデル（NWA, GM, RS, HVT, KK）各々が予言する事象、それぞれについて、未知重粒子の質量に対して、300GeVから4TeVの制限をかける結果を得た。
高速飛跡トラックトリガーについては、これまでに開発してきた飛跡検出、フィッティングアルゴリズムを搭載したトリガー回路を実際の実験環境にインストールして、その検出効率、位置精度、運動量測定精度の評価を行った。実験初期は、飛跡検出器の設置位置を正しく把握できていなかったことが原因で、飛跡再構成性能が予定よりも劣った状態にあったが、実験データを使ってのキャリブレーションを繰り返し行うことによって、効率・運動量再構成精度ともに目的の性能に到達した。
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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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