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2014 Fiscal Year Research-status Report

ハドロン衝突における重いクォーク生成の物理

Research Project

Project/Area Number 25400295
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

受川 史彦  筑波大学, 数理物質系, 教授 (10312795)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords素粒子実験 / ハドロン衝突実験 / 重いクォークの生成 / クォークオニウムの生成 / 強い相互作用 / LHC, Tevatron / psi, chi_c / B_c
Outline of Annual Research Achievements

米国フェルミ国立加速器研究所の陽子・反陽子衝突実験 CDF および欧州CERN研究所の陽子陽子衝突実験 ATLAS で得られた衝突事象を解析し,高エネルギーハドロン衝突における重いクォーク(ボトムおよびチャーム)の生成の研究を行った。
CDF 実験は 2011 年までに 10 fb-1 相当のデータを収集して実験を完了し,その後は物理解析を継続している。今年度には,反ボトム・クォークとチャーム・クォークの束縛状態である Bc+ 中間子について,類似のクォーク組成・終状態を持つ B+ 中間子に対する相対的な生成率を測定した。この量は,ボトム・クォークがハドロン化する際に,真空からチャーム・クォーク対が生成される確率に比例し,重いクォークの生成機構を探るうえで重要なものである。
ATLAS 実験は,2012 年末までに 27 fb-1 相当のデータを収集し,重いクォークの生成に関する種々の測定を行ってきた。平成26年度には,chi_c 粒子の生成を,J/psi と光子への崩壊様式を用いて chi_c1 と chi_c2 状態を分離して再構成し,相対的な生成率を測定した。また,J/psi 生成について,chi_c 崩壊の寄与を評価した。さらに,psi(2S) --> J/psi pi pi 崩壊を観測した。これらは,長年の課題である J/psi および psi(2S) の直接生成の理解について新たな知見を与える。また,Bc 中間子について,その励起状態を初めて観測した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験で得られた衝突データ事象の解析が進行し,物理測定が行われている。特に,ATLAS 実験の結果は,さまざまな素粒子反応と観測量を,まったく新しいエネルギー領域で測定したものであり,ハドロン衝突における重いクォークの生成についての貴重な情報を提供すると同時に,その生成機構の統一的理解に向けた発展を促すものである。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られたデータを用いて,物理解析を継続する。より高統計のデータを用いて,運動学的変数の広い範囲をカバーするとともに,これまでに測定されていない物理量を測定して,新たな情報を導き出す。
LHC-ATLAS 実験は,平成27年度より,衝突エネルギーをこれまでの約2倍の 13 TeV とした衝突実験が開始される。実験が順調に進行すれば,データ解析が行われ,新たなエネルギー領域での測定結果が得られる。

  • Research Products

    (3 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Measurement of the production cross-section of ψ(2S)→J/ψ(→μ+μ-)π+π- in pp collisions at √s =7 TeV at ATLAS2015

    • Author(s)
      G. Aad, F. Ukegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 09 Pages: 079

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2014)079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of chi_c1 and chi_c2 production with sqrt{s} = 7 TeV pp collisions at ATLAS2014

    • Author(s)
      G. Aad, F. Ukegawa et al.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 07 Pages: 154

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2014)154

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observation of an excited B_c^+- meson state with the ATLAS detector2014

    • Author(s)
      G. Aad, F. Ukegawa et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 113 Pages: 212004

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.113.212004

    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2016-05-27  

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