2016 Fiscal Year Research-status Report
ヒッグスと重いクォークセクターから探るTeV領域を超える素粒子物理
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15K05066
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
岡田 安弘 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, 理事 (20212334)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 素粒子物理学 / ヒッグス粒子 / クォーク / TeV領域 / 標準模型を超える物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進めた。この研究は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者のチームとここ数年来実施している一連の研究プロジェクトの一部である。素粒子標準模型を超える理論では、しばしばベクターライクな余分なクォーク導入される。このような模型を検証するために、LHC実験では重いクォークの探索が行われている。一方、ベクターライククォークを含む模型は、LHCの直接探索ばかりでなく、電弱精密測定や低エネルギーの実験により現象論的に制限される。平成２７年度は重いトップクォークのパートナー粒子が２つ含まれる場合について、可能な模型の分類を行い、現象論的に興味深い場合があることを指摘した。平成２８年度は余分なクォークダブレットが２種類含まれる場合に、LHC実験における新粒子の単独生成による模型の検証可能性についての詳しい解析をおこなった。その結果は投稿論文としてまとめているところである。
ヒッグスセクターやクォークセクターの拡張を通じて標準模型を超える物理を探る観点から、将来のILC実験の物理的な意義の検討を進めた。実験研究者と連携し、LHC実験の現状の成果をふまえ、ヒッグス粒子やトップクォークの精密測定、新粒子探索によりILC実験の新物理を探る能力について検討し、ILC科学的意義の議論を深めた。
まもなく本格的な物理実験が始まるBelle II 実験と、ヒッグスセクターやクォークセクターの物理との関係についての検討を始めた。そのために、まず、Belle IIで期待される様々な物理量の測定精度と新しい物理の探索へのインパクトをまとめて、今後の研究の準備とした。
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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
平成２７年度には、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが２種類以上存在する場合について論文にまとめ、JHEPに出版した。平成２８年度は引き続き関連するテーマの研究を行っており、近く論文を発表できる状況である。
ILC計画についての研究は、実験家との連携を深めながら進めている。当初から、LHC時実験の進展状況を取り入れながら研究を進める計画であった。LHC13TeV実験結果が発表されている現在、特にILC実験の初期段階における物理的意義を、再確認、再定義することは、喫緊の課題であり、時宜を得た研究として進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
CERNのLHCでは、重心系のエネルギーを13TeVにあげて実験が進行中である。このことを踏まえて、重いクォークのパートナーが複数含まれる場合の現象論的な解析を、 Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者とさらに進める。研究成果を論文にして公表するとともに、共同研究者を通じてLHCの実験グループと情報交換をおこない、実験データの解析に活用してもらう。
LHC実験の現時点での結果は、ILC実験の物理的な意義を一層明らかにするために重要である。LHC実験で新粒子が見つかっていない現状では、ILCにおけるヒッグス粒子やトップクォークの精密測定は、新しい物理を探る確実な窓口としての重要性がますます強く認識されるようになってきている。ヒッグスセクターやクォークセクターが拡張された模型はこの点から関連性が高い。同様に、今後のBelle II 実験の初期の結果にも注目しながら、今後の研究の方針を決めていく。これらの研究では、関連する実験研究者の協力を得ながら進める。
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| Causes of Carryover |
平成２７年の未使用分は、平成２８年度予算へ計上した。平成２８年度はほぼ当初の計画通り資金を使用したため、残額は平成２９年度使用額へ移行した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
経費大部分は、理論共同研究の遂行および、実験研究者と連携した研究を進めるため、研究代表者、連携研究者、共同研究者などの旅費として使用する。
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