2020 Fiscal Year Annual Research Report

ＬＨＣ加速器を用いた重いマヨラナニュートリノの探索

Research Project

Project/Area Number	19J13513
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	岡崎佑太京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2019-04-25 – 2021-03-31
Keywords	超対称性 / SUSY / ゲージーノ / 暗黒物質 / ミューオンg-2
Outline of Annual Research Achievements	LHC-ATLAS実験Run-2で取得した139fb-1のデータを用いて、大半径ジェットを用いた電弱ゲージーノ探索を行い、結果を論文にまとめた。Wino(Wボソンの超対称性パートナー)が陽子陽子衝突で生成され、Bino(Bボソンの超対称性パートナー)が最も軽い超対称性粒子(LSP)とするシンプルなモデルでは、1060 GeV以下のWinoのモデルを95%の信頼度で棄却した。過去の探索では、同じデータを使用しても740 GeVまでのWinoしか探索できなかったが、本研究により感度を4倍以上改善した。先行研究の超対称性粒子の探索では物理パラメータを固定させ、シンプルなモデルのみを対象としていたが、実際は物理パラメータによって超対称性粒子の振る舞いが変化する。本研究では物理パラメータを変化させ、シミュレーションで超対称性モデルの振る舞いを理解し、それぞれのモデルに対して95%の信頼度の棄却領域を設定した。対象としたモデルは、WinoまたはHiggsino(Higgsボソンの超対称性パートナー)が陽子陽子衝突で生成され、Wino、Higgsino、Bino、Axino(アクシオンの超対称性パートナー)、Gravitino(重力子の超対称性パートナー)がLSPとなるモデルである。これらのモデルに関して世界最高感度の探索を行った。これらの超対称性モデルは、現在の理論では説明できない暗黒物質の存在、階層性問題、ミューオンの異常磁気能率を説明できる可能性がある。本研究の結果は、これらの現象を説明するような超対称性モデルに対して世界最高感度の制限を与えた。本研究はマヨラナニュートリノの探索と同様の終状態をもつため、シミュレーションでマヨラナニュートリノ探索の感度を見積もった。対象となる終状態への重いニュートリノの崩壊分岐比が小さいため、先行研究の感度を超えることはできなかった。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。