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LHC-ATLAS実験における標準模型を超える重いヒッグス粒子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16J07774
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)
研究機関東京工業大学

研究代表者

留目 和輝  東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超対称性 / 電弱ゲージーノ / LHC-ATLAS実験 / 高エネルギー加速器実験 / 素粒子実験 / CERN / 新粒子探索 / 2光子共鳴 / isolation / 信号純度 / ATLAS / LHC / 重いヒッグス
研究実績の概要

前年度に行った2光子に崩壊するチャンネルを用いた重いヒッグス粒子の探索研究により、一昨年度に見られた新粒子由来かと期待された信号は、統計的ふらつきによるものであったと結論付けられた。これを確かなものにするため、本年度の初めにはIsolationと呼ばれる変数を用いた背景事象の割合の評価について、最終的な結論を出し、論文への寄与をした。この論文については現在も編集作業が進行中である。
並行して、2光子崩壊チャンネルでの知見を活かし、SUSYで予言される粒子である電弱ゲージーノの探索も行った。私が参加したのは終状態がレプトンと2光子及び消失エネルギーからなるチャンネルである。解析においては、信号事象と背景事象の特徴の理解から、解析手法の開発及び検証、解析結果の解釈等、参加したチャンネルで必要とされる研究課題のほぼ全てを私が行った。
まず信号事象と背景事象の特徴に関する研究の結果、bクォーク由来のjetを含む事象を除外することで、信号事象にはほとんど影響を与えずに、一部の背景事象を大幅に制限できることができることが分かり、新たな事象選別基準として導入された。解析手法の開発においては、適切に信号領域を分けることで、従来に比べ最大300%程度感度を向上させることに成功した。その後行った信号領域の評価では、標準理論で予想される事象数に比べ、僅かながら超過が見られた。そこで、見られた逸脱が信号由来だと考えた場合の統計的有意性と、背景事象由来だったと考えた場合にできる理論に対する制限それぞれに関して評価を行った。理論に対する制限は、今回見られた逸脱の為に先行研究から更新することはできなかったものの、超過の統計的有意性は、仮定によっては2.8σ程度になった。今後より高統計のデータを用いて、この逸脱が統計的ふらつき由来か、それとも新粒子由来であるのかを評価することが非常に重要となる結果である。

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

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Search for resonances in diphoton events at sqrt(s)=13 TeV with the ATLAS detector2016

    • 著者名/発表者名
      M.Aaboud,S.Asai,J.Tanaka,O.Jinnouchi,et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 9 号: 9 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/jhep09(2016)001

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験におけるWhを介した2光子+1レプトン+MET終状態チャンネルを用いたSUSYの探索結果2018

    • 著者名/発表者名
      留目和輝
    • 学会等名
      日本物理学会73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験におけるWhを介した2光子+1レプトン+MET終状態チャンネルを用いたSUSYの探索2017

    • 著者名/発表者名
      留目和輝
    • 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] LHC-ATLAS実験における2光子終状態チャンネルのpurity測定2017

    • 著者名/発表者名
      留目和輝
    • 学会等名
      日本物理学会 72 回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] LHC-ATLAS実験におけるisolation情報を用いた750GeV二子共鳴の研究2016

    • 著者名/発表者名
      留目和輝
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋期大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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