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LHC-ATLAS実験におけるベクターボソン対に崩壊する新粒子探索

研究課題

研究課題/領域番号 15J06669
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)
研究機関東京大学

研究代表者

野辺 拓也  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 特別研究員(PD)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードLHC / ATLAS実験 / 高エネルギー加速器物理 / WW共鳴 / 余剰次元 / KKグラビトン / 高運動量ベクターボソン / 2ボソン共鳴探索 / Boosted Boson Tagging / 多変量解析 / 新粒子探索 / ジェット内部構造
研究実績の概要

本年度もLHC-ATLAS実験は重心系エネルギー13TeVで順調に陽子・陽子衝突を行い、2015-17年に取得した積分ルミノシティはおよそ80/fbに達した。本研究員は引き続きCERN研究所に積極的に渡航し、トリガーの専門家としてオンラインソフトウェアの管理・運用、取得したデータのクォリティチェックを行って実験の遂行に貢献した。
並行して、2015-16年に取得した36/fbのデータを用いた解析を進めた。昨年度から続いて、リーダーとしてATLAS実験内の解析サブグループ(約30人からなる国際グループ)を主導した。新粒子が2つのボソンに崩壊する信号を考える。片方のボソンは背景事象を抑制するためレプトン崩壊することを要求する。もう片方は崩壊分岐比の大きいハドロン崩壊モードを用いる。昨年度、開発・性能評価を行ったハドロン崩壊するボソンの新しい再構成テクニックを適用した。解析の結果、観測されたデータは標準模型の背景事象と誤差の範囲内でよく一致し、新粒子の兆候は得られなかった。余剰次元模型のひとつであるバルク・ランドール=サンドラム模型で予言される新粒子KKグラビトンを質量1.75 TeV以下で棄却する厳しい制限を与えた。
今後もさらにデータを足して断面積に対する上限値をどんどん下げていき、質量数TeVの新粒子発見を目指す。感度改善の鍵を握る次世代の技術として、機械学習を用いてハドロン崩壊するボソンを選択するアルゴリズム開発も進めた。信号検出効率をそのままに、背景事象を1.1倍から1.5倍削減できる見込みだ。現在、系統誤差の見積もりを進めており、2021年までに解析で実用化することを目指している。

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

    (26件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] CERN/ベルン大学/ジュネーブ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] LAPP/LAL/IRFU(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] DESY/ベルリン大学/フライブルク大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学/サセックス大学/エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] シカゴ大学/ミシガン大学/ペンシルバニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] CERN/ベルン大学/ジュネーブ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 欧州原子核研究機構(CERN)(スイス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Search for W W/W Z resonance production in lvqq final states in pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      The ATLAS collaboration (M. Aaboud, M. Ishino, H. Nanjo, T. Sumida, K. Yorita et al.)
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 3 号: 3 ページ: 42-42

    • DOI

      10.1007/jhep03(2018)042

    • 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] Searches for heavy diboson resonances in pp collisions at sqrt(s)=13 TeV with the ATLAS detector2016

    • 著者名/発表者名
      M. Aaboud, T. Nobe et. al., ATLAS Collaboration
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 09 号: 9 ページ: 1-45

    • DOI

      10.1007/jhep09(2016)173

    • 関連する報告書
      2016 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] Searches for New Physics in Boosted Topologies at ATLAS2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nobe for ATLAS Collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of 51st Recontres de Moriond QCD and High Energy Interactions

      巻: なし ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Search for squarks and gluinos in events with isolated leptons, jets and missing transverse momentum at sqrt(s)=8 TeV with the ATLAS detector2015

    • 著者名/発表者名
      G. Aad et. al., ATLAS Collaboration
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 04 号: 4 ページ: 116-116

    • DOI

      10.1007/jhep04(2015)116

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ATLAS実験におけるボソン対共鳴探索の最新結果2018

    • 著者名/発表者名
      野辺拓也
    • 学会等名
      第24回東京大学素粒子物理国際研究センターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験Run-2における弱ボソン対共鳴探索の最新結果2017

    • 著者名/発表者名
      野辺拓也、江成祐二、大川英希、救仁郷拓人、隅田土詞、寺師弘二、新田龍海、増渕達也、山谷昌大、寄田浩平
    • 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] Searches for new phenomena in final states involving leptons and jets using the ATLAS detector2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nobe for ATLAS Collaboration
    • 学会等名
      25th International Conference on Supersymmetry and the Unification of Fundamental Interactions (SUSY17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exoticsまとめ2017

    • 著者名/発表者名
      野辺拓也
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型) ヒッグス粒子発見後の素粒子物理学の新展開 LHCによる真空と時空構造の解明 新テラスケール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2016年LHC13TeV実験(企画公演):共鳴探索などの新物理探索2016

    • 著者名/発表者名
      野辺拓也
    • 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)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Exotic探索のまとめ22016

    • 著者名/発表者名
      野辺拓也
    • 学会等名
      新学術領域研究(研究領域提案型):ヒッグス粒子発見後の素粒子物理学の新展開 LHCによる真空と時空構造の解明 キックオフ会合
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Searches for New Physics in Boosted Topologies at ATLAS2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nobe
    • 学会等名
      Rencontres de Moriond QCD and High Energy Interactions
    • 発表場所
      La Thuile, Italy
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Search for Scalar Top Quarks and Higgsino-Like Neutralinos2015

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nobe
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] ATLAS hunts for new physics with dibosons

    • URL

      http://cerncourier.com/cws/article/cern/69893

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ATLAS-CONF-2016-062

    • URL

      http://cds.cern.ch/record/2206199

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ATLAS-CONF-2015-075

    • URL

      https://cds.cern.ch/record/2114847

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] ATLAS-CONF-2016-014

    • URL

      https://cds.cern.ch/record/2141001

    • 関連する報告書
      2015 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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