Trigger level analysis for measurement of Higgs couplings at LHC

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05464
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: ENARI YUJI 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (60377968)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ヒッグス / LHC / トリガー / エレクトロニクス開発 / FPGA / ファームウエア

Outline of Final Research Achievements

In order to establish fundamental understanding and technique to build up the trigger level analysis on the Higgs coupling constant measurement at LHC, physics analysis and development on FPGA application including data transferring technique are carried out. On the physics analysis, observation of Higgs decays into a pair of b-quarks has been established and precision measurement on Higgs couplings have been performed. On FPAG application, DSP utilization for real time data processing with latency control and efficient way to control FPGA system have been established. In addition, new optical data transmission devicees have been tested with designing a custom-made mezzanine card, which is critical item to realize trigger level analysis to collect all information into a FPGA.
With these achievements, all basics to design and build the trigger level analysis for Higgs coupling are established.

Free Research Field

素粒子実験

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は真空は安定であるかという疑問に答えるため、ヒッグス粒子の自己結合定数の測定を目指している。この結合定数は現段階では測定不可能であるが、本研究を発展させ2026年から始まるLHCの高輝度ランにおいて測定が実現できた暁には、宇宙の成り立ちを説明しうる世界初の結果となる。トリガーレベル解析は、まだ実現されておらず、全く新しい解析手法である。この手法を確立することにより、本研究の主目的に限らず他の物理量についても、困難とされる測定の可能性を開くベンチマークとなる。これにより、LHC・アトラス実験において標準模型の裏に潜む物理を展開していく足がかりとなる。