2016 Fiscal Year Annual Research Report
新手法を用いたエネルギーフロンティアでの新現象探索を基盤とする素粒子模型の再構築
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16H03991
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
野尻 美保子 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, 教授 (30222201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊部 昌宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (50599008)
竹内 道久 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (60749464)
遠藤 基 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 (70568170)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 素粒子論 / 素粒子実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LHCにおけるtop 粒子からのシグナル、jet, photon などの信号の構造を用いたシグナルについて検討を行った。特に1)クオークとグルーオンという異なるパートンを起源とするジェットを統計的に分離することで、超対称粒子の探索能力を向上することができることを示した。2)光子が複数同方向に進行するシグナルについて研究し、光子の電子陽電子対の変換確率に注目することでその性質を調べることができることを示した。3)トップが終状態にひとつでる特異的なシグナルに着目し、高いルミノシティのコライダーでのスカラートップの発見に貢献できることを示した。
また、ミューオン異常磁気能率のアノマリーの示唆する物理について検討し、超対称性模型からの寄与である場合には、将来のLHC実験においてカラー電荷をもたない超対称粒子の崩壊から生じるタウ粒子を含むイベントを解析することで検証可能であることを明らかにした。また超対称模型のフレーバーの破れの問題および宇宙論の方から動機付けが高かった単純なゲージ伝搬型模型等ではミューオン異常磁気能率の説明に重要なスカラーレプトンとカラー電荷を持つ超対称粒子の質量の間の相関が高くLHCの制限を満たしつつミューオン異常磁気能率を説明するのは難しくなってきていることを明らかにした。
B 粒子やK 粒子の崩壊においては多くのアノマリーが報告されており、比較的質量の重いK 粒子の崩壊ににおける超対称粒子の効果を検討しchargino と これまで考慮されていなかったスカラークオークのL-R のフレーバー混合の効果によって説明できることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ジェットの構造に着目した研究をさらにすすめ、 quark由来、gluon 由来のジェットを選別することで超対称粒子の縮退領域での新粒子感度を飛躍的に上げる方法を開発することができた。また、話題となっていた750GeV のphoton resonance に関連して、多くのphoton が同方向に飛ぶシナリオについても検討を行い、conversion トラックの解析の重要性を指摘した。また、自然な模型では他の新粒子と比べて軽いことが期待されているトップクオークのパートナー探索に関して、新しいモノトップのシグナルを提案した。模型との関係については、従来の超対称のシナリオをLHCの制限のもとで解析することでゲージ伝搬模型について極めて厳しい制限を課すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きジェット構造の研究を進めるとともに、NLO計算の予言を取り入れて、LHCにおけるシグナルの予言の精度を向上し高ルミノシティ、あるいは高エネルギーコライダーでの発見感度を向上する。また、ttH プロセスなど、トップの関わるプロセスの感度をさらに向上させる方法について考察する。LHC でのフレーバーの破れの直接検証感度をシングルトッププロセスの研究をさらに発展させる形で行う。一方でフレーバーの物理ではB 実験の稼働等に伴って、さらにフレーバーアノマリーの起源が絞られてくることが予想されるため、LHC実験との関係も踏まえながら、研究を行う。また、これらの実験的制限を満たす、自然な模型の探求をすすめる。
このような研究を進めるためには海外の研究者との連携が重要であり、ダラム大学、CERN 等に共同研究者を派遣したり、先方から研究者を招聘する等して、研究を進める。また計算資源が不足しているため新たにワークステーション をKEK に購入する。B の物理については多くのアノマリーが報告されている状況であり、専門家を随時招聘して、研究交流を行う。
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