最高エネルギーでの新粒子および新しい素粒子現象の探索

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11202201
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 駒宮 幸男 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80126060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 了 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (60272465) ; 真下 哲郎 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (60181640) ; 小林 富雄 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (50126059) ; 三原 智 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (80292837) ; 浅井 祥二 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (60282505)
• Keywords: 素粒子物理 / 電子・陽電子衝突実験 / エネルギーフロンティア / 新粒子探索 / ヒッグス粒子 / 超対称性粒子 / 高エネルギー物理学 / 超対称性大統一理論

Research Abstract

平成12年末のLEPの運転終了後、最重要課題であるヒッグス粒子の探索や超対称性粒子の探索の包括的な解析を行なってきた。常に新しいアイデアを取り入れるよう心がけ、かつ重点項目に研究を集中するように留意した。この結果、OPALの他の外国の協同研究者がなし得なかった非常に重要な貢献を物理解析において成し遂げることができた。
ヒッグス粒子の探索では、素粒子物理にインパクトを与える重要な結果を得ている。平成14年度には標準模型ヒッグス粒子探索に関する最終論文を発表した。この結果をLEPの他の3つの実験と合わせ、標準理論的なヒッグス粒子の質量の下限値をほぼ114~GeV付近まで上げることに成功したことは特筆に値する。これは将来の最高エネルギーでの研究の指針となり、非常に重要な成果である。
標準理論を超える理論として最も有力で、重力も含む4つの力の統一を実現する可能性を持つ超対称性理論の予言する新粒子群を系統的に探索した。超対象性理論で予言される複数のヒッグス粒子、スカラーパートナー、チャージーノなどの探索を通じ、理論に対する制限を更に詳細に研究している。宇宙論で問題とされるダークマターの候補であるニュートラリーノの質量にも更に強い制限を与えることができた。
研究班「精密測定による素粒子相互作用の研究」と協同で、最近理論的研究の進む余剰次元に対する研究も行なった。精密測定の結果を用い、余剰次元の効果で見えてくると期待される重力子などの影響をデータの中で詳細に調べ、超次元の次元数とその大きさに制限をつけることができた。
更に、例えばNon-commutableのQEDのような新しい理論的提案に対する実験的研究も進めている。現在、我々の銀河系はおとめ座の方向に重力によって落ちているため、宇宙の2.7°K背景輻射の絶対静止系に対して我々の銀河系は動いていると考えられる。Non-commutableのQEDではこの様な運動をe+e-衝突実験の精密測定で測定できる可能性があるため、e+e-→γγのデータを用い、この理論におけるエネルギースケールの下限値を求めることに成功した。

Research Products

• [Publications] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for the Standard Model Higgs Boson with the OPAL Detector at LEP"Eur.Phys.J.C. 26. 479-503 (2003)
• [Publications] The OPAL Collaboration, G.Abbiendi et al.: "Search for Leptoquarks in Electron-Photon Scattering at sqrt(s_ee) up to 209 GeV at LEP"Phys.Lett.B. 526. 233-246 (2002)
• [Publications] The OPAL Collaboration, G.Abbiendi et al.: "Search for Doubly Charged Higgs Bosons with the OPAL detector at LEP"Phys.Lett.B. 526. 221-232 (2002)
• [Publications] The OPAL Collaboration, G.Abbiendi et al.: "Search for Scalar Top and Scalar Bottom Quarks at LEP"Phys.Lett.B. 545. 272-284 (2002)
• [Publications] The OPAL Collaboration, G.Abbiendi et al.: "Search for Associated Production of Massive State Decaying into Two Photons in e+e-Annihilation at sqrt(s)=88-209 GeV"Phys.Lett.B. 544. 44-56 (2002)
• [Publications] The OPAL Collaboration, G.Abbiendi et al.: "Search for charged excited leptons in e+e-collisions at sqrt(s)183-209 GeV"Phys.Lett.B. 544. 57-72 (2002)