2018 Fiscal Year Research-status Report
トップパートナー粒子の同定に基づくLHCにおける新物理探索
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18K03611
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 素粒子現象論 / トップパートナー / 暗黒物質 / LHCにおける新物理探索 / ジェット / トップクオーク / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目標は、ヒッグス粒子と暗黒物質、またこれらに強く結合していると考えられるトップクオークの性質の測定を足がかりに、その背後にある素粒子標準模型を超える新物理に迫ることである。特に、大型ハドロン衝突型加速器(LHC)実験で得られる トップクオークに関連するデータを最大限活用し、トップパートナー粒子の性質を探る方法を確立を目指す。トップパートナーと、暗黒物質粒子が縮退した質量スペクトルを持つ場合には、通常の探索法による新粒子の検出感度が悪くなること、単ジェットイベント探索が重要な探索法となることが良く知られていた。この場合、3体生成プロセスの寄与を考慮すると、単トップ事象がトップパートナー粒子生成の特徴的なシグナルとなり、更に暗黒物質の主成分を決定することができる。これをフェルミオントップパートナーの場合にも拡張し、フェルミオンパートナー、スカラーパートナーの差異について、議論した。また、LHCの高統計を利用することで得られる、高精度のレプトン不変質量分布を用いることで、弱電荷を持つ新粒子を探索可能なことを示したが、この手法はトップパートナーにも適用可能であり、フェルミオンとスカラーを分布形状を用いて区別可能であることを示した。
2018年度には、招待講演を含むいくつかの国際会議、国内の会議において、これらの研究成果を発表した。
また、国際研究会「Beyond the BSM」を主催者の一人として共催し、コライダー物理、フレーバー物理、低エネルギー実験、宇宙観測等、関連する分野の理論実験双方の研究者を、国内外から多数招聘し、51名の参加者を集め国内の現象論研究の活性化に貢献した。
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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
当初、計画していた、ISR(initial state radiation)ジェット情報を使ってトップパートナーの性質を同定する研究については、準備段階を整えることができ、順調に進んでいる。並行して、トップパートナーのco-annhihilationプロセスが重要になるような状況における、暗黒物質残存量とコライダーシグナルの関係についての研究も行なっており、論文にまとめる段階にほぼきている。
また、トップパートナー、トップクオーク関連の研究成果発表を現在までに多数行なうことができ、成果を十分国内外に発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
トップパートナーの性質を、ISRジェット情報を用いてアクセスする研究に関しては、ジェット内部構造を用いる計画だが、この際、機械学習の手法等も取り入れる方向に拡張していきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
研究会開催を行なうための招聘旅費を当初確保していたが、別の研究会開催補助予算の申請が認められため、一部をそちらから補填することができた。また、招待講演の依頼が新たに数件あったため、当初研究発表を予定していた旅行を延期するなどした。
次年度使用額は、研究成果発表のための出張旅費、学生の研究発表のための旅費の補助、共同研究者のスケジュール調整がつけば、共同研究者の招聘旅費、研究会開催を行なう際の追加の招聘旅費、等に利用する計画である。
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