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トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子の探索とトップクォーク湯川結合の測定

研究課題

研究課題/領域番号 15J04660
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関筑波大学

研究代表者

本多 俊介  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードATLAS / LHC / ヒッグス / トップクォーク / ttH / トップ湯川結合 / 信号領域 / 発見感度 / ttH背景事象見積もり / ttH信号感度
研究実績の概要

本研究は、欧州原子核研究機構(CERN)の陽子衝突型加速器LHCのATLAS検出器によって取得するデータを用いて、トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子(ttH生成モード)を発見し、トップクォークとヒッグス粒子の結合定数(トップ湯川結合定数)を測定することが目的である。
検出器運転に関しては、昨年度まで取り組んでいた業務引き継ぎを行うとともに、今年度で一新されたソフトウェア環境への移行作業にも取り組んだ。
昨年度までの2年間で、データ取得システムの責任分担を主とし、ATLAS検出器の運転に従事することで重心系エネルギー13TeVで約36.1 fb-1の統計量のデータを取得した。今年度はそれらのデータを用いて、新たに考案した研究手法の詳細な評価を通じてその解析手法を確立させた。さらに、この手法で定義した各解析領域で多変量解析の最適化・フィッティングの妥当性評価を行うことで、最終結果を公表するに至った。観測されたttH生成は背景事象から1.4σの超過であった。当初の推定よりも背景事象の不定性が高く3σの信号量有意度は達しなかったが、従来よりも優れた解析方法を確立できた。これらの結果をまとめた論文は、来年度前半には出版される予定である。ヒッグスの他の崩壊モードと統合した結果は、背景事象のみと仮定した場合からは4.2σの超過となり、ATLASとして初めてttH生成の証拠を示すことに成功した。この結果をもとにトップ湯川結合の直接測定を行い、標準模型と一致する結果を得た。
本研究の解析や検出器運転のグループを代表して成果・進捗を報告したことに加え、広く国際学会でATLASの代表として成果を報告する機会も多く、研究成果を広く発信することができた。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Evidence for the associated production of the Higgs boson and a top quark pair with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      ATLAS Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 7 ページ: 072003-072003

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.072003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for the standard model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into a bb pair in ppcollisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      M. Aaboud, K. Hanagaki, et al. [ATLAS Collaboration]
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 97 号: 7 ページ: 72016-72016

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.072016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of cross sections and couplings of the Higgs Boson using the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      S. Honda, on behalf of the ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Nuclear and Particle Physics Proceedings

      巻: 294-296 ページ: 183-188

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysbps.2018.03.006

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Highlights of top quark production measurements at ATLAS2018

    • 著者名/発表者名
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • 学会等名
      LISHEP2018 conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験Run2におけるH->bb崩壊過程でのヒッグス粒子ttH生成過程探索結果2018

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会2018年年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into bb in the ATLAS detector2017

    • 著者名/発表者名
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Particle Physics and Astrophysics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験Run2におけるH->bb崩壊過程でのヒッグス粒子ttH生成過程探索2017

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of cross sections and couplings of the Higgs Boson using the ATLAS detector2017

    • 著者名/発表者名
      S. Honda on behalf of the ATLAS collaboration
    • 学会等名
      20th High-Energy Physics International Conference in Quantum Chromodynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験Run2における H->bb崩壊過程での ヒッグス粒子ttH生成過程探索のための 発見感度向上の研究2017

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験Run2における bクォーク対に崩壊するヒッグス粒子の ttH生成過程探索のための 信号領域最適化の研究2016

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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