LHCでの新しい物理発見に向けた散乱振幅自動生成プログラムの開発

• 研究課題/領域番号: 20340064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 萩原 薫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50189461)
• 研究分担者: 神前 純一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (60169787)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2008年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 素粒子物理学 / 素粒子論 / 素粒子実験 / LHC / シミュレーション / GPU / 国際情報交換(欧州) / 素粒子理論 / ＧＰＵ / ＬＨＣ / 国際情報交換（欧州） / リニアコライダー / 散乱振幅の自動計算 / イベントジェネレーター / MadGraph / HELAS / ヒッグス機構 / テラスケール物理 / 素粒子模型 / 高速自動計算 / 事象シミュレータ / 並列計算 / 余剰次元 / 余剰次元模型

研究概要

本研究では欧州原子核研究機構の LHC 加速器の実験による新しい物理の発見を確実に実現するための物理解析ツールを開発した。グラフィックス・プロセッシング・ユニットの利用で多重ジェット生成過程を含む物理現象のシミュレーションの二桁近い高速化が実現され新しい物理現象に対するバックグランドの推定の高速化と精密化が可能となった。開発中のパートンシャワーとの接続により更なる精密なシミュレーションが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Null radiation zone at the LHC (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Yamada, Kaoru Hagiwara
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 号: 1 ページ: 14021-14021
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.014021
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the W+4jets background to the top quark asymmetry Kaoru Hagiwara at the Tevatron (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara
  • 雑誌名: Nucl.Phys.Proc.Suppl 巻: 234 ページ: 93-96
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2012.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diquark contribution to Top quark charge asymmetry at the Tevatron and LHC (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1302 号: 2 ページ: 100-100
  • DOI: 10.1007/jhep02(2013)100
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the W+4jets background to the top quark asymmetry at the Tevatron (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Hagiwara
  • 雑誌名: Nucl.Phys.Proc.Suppl. 巻: 234 ページ: 93-96
• [雑誌論文] Properties of 125 GeV Higgs boson in non-decoupling MSSM scenarios (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1210 号: 10 ページ: 2-2
  • DOI: 10.1007/jhep10(2012)002
  • 査読あり
• [雑誌論文] The MSSM confronts precision electroweak data and the muon g-2 (2011)
  • 著者名/発表者名: G.C. Cho, K.Hagiwara, Y.Matsumoto, D.Nomura
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1111 号: 11 ページ: 68-68
  • DOI: 10.1007/jhep11(2011)068
  • 査読あり
• [雑誌論文] (g-2)_μ and α(M^2_Z) re-evaluated using new precise data (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, R.Liao, A.D.Martin, D.Nomura, T.Teubner
  • 雑誌名: Journal of Physics G : Nuclear and Particle Physics 巻: 38 号: 8 ページ: 85003-85003
  • DOI: 10.1088/0954-3899/38/8/085003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulating graviton production at hadron colliders (2011)
  • 著者名/発表者名: P. de Aquino, K. Hagiwara, Q. Li, F.Maltoni
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1106 号: 6 ページ: 132-132
  • DOI: 10.1007/jhep06(2011)132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo integration on GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Kanzaki
  • 雑誌名: Eur.Phys.J. 巻: C71 号: 2 ページ: 1559-1559
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-011-1559-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and MadGraph with spin-3/2 particles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara, K. Mawatari, Y. Takaesu
  • 雑誌名: Eur.Phys.J 巻: C71 号: 1 ページ: 1529-1529
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-010-1529-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo integration on GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Kanzaki
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 71 ページ: 1559-1559
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and MadGraph with spin-3/2 particles (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, K.Mawatari, Y.Takaesu
  • 雑誌名: The European Physical Journal C - Particles and Fields 71 ページ: 1529-1529
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and Mad Graph with spin-3/2 particles (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, K.Mawatari, Y.Takaesu
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 巻: 71 ページ: 1529-1529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo integration on GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Kanzaki
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 巻: 71 ページ: 1559-1559
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculation of HELAS amplitudes for QCD processes using graphics processing unit (GPU) (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara, J. Kanzaki, N. Okamura, D. Rainwater, T. Stelzer
  • 雑誌名: Eur.Phys.J 巻: C70 号: 1-2 ページ: 513-524
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-010-1465-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast calculation of HELAS amplitudes using graphics processing unit (GPU) (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara, J. Kanzaki, N. Okamura, D. Rainwater, T. Stelzer
  • 雑誌名: Eur.Phys.J 巻: C66 号: 3-4 ページ: 477-492
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-010-1276-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast calculation of HELAS amplitudes using graphics processing unit (GPU) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, J.Kanzaki, N.Okamura, D.Rainwater, T.Stelzer
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 66 ページ: 477-492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast calculation of HELAS amplitudes using graphics processing unit (GPU) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, J.Kanzaki, N.Okamura, D.Rainwater, T.Stelzer
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 巻: 66 ページ: 477-492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculation of HELAS amplitudes for QCD processes using graphics processing unit (GPU) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, J.Kanzaki, N.Okamura, D.Rainwater, T.Stelzer
  • 雑誌名: The European Physical Journal C-Particles and Fields 巻: 70 ページ: 513-524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound-state effects on gluino-pair production at hadron colliders (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, H.Yokoya
  • 雑誌名: JHEP 巻: 0910 号: 10 ページ: 49-49
  • DOI: 10.1088/1126-6708/2009/10/049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jet angular correlation in vector-boson fusion processes at hadron colliders (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Q.Li, K.Mawatar
  • 雑誌名: JHEP 巻: 0907 号: 07 ページ: 101-101
  • DOI: 10.1088/1126-6708/2009/07/101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jet angular correlation in vector-boson fusion processes at hadron colliders (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Q.Li, K.Mawatari
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics, JHEP 101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Jet angular correlation in vector-boson fusion processes at hadron colliders (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Q.Li, K.Mawatari
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 0907 ページ: 101-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound-state effects on gluino-pair production at hadron colliders (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, H.Yokoya
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 0910 ページ: 49-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuring Higgs-Vector boson Couplings at Linear e+e- Collider (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Dutta, K.Hagiwara, Y.Matsumoto
  • 雑誌名: Phys.Rev 巻: D78 号: 11 ページ: 115016-115016
  • DOI: 10.1103/physrevd.78.115016
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and MadGraph/MadEvent with spin-2 particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara, Q. Li, J. Kanzaki, K.Mawatari
  • 雑誌名: Eur.Phys.J 巻: C56 号: 3 ページ: 435-447
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-008-0663-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound-state Effects on Top Quark Production at Hadron Colliders (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Y.Sumino, H.Yokoya
  • 雑誌名: Phys.Lett 巻: B666 号: 1 ページ: 71-76
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2008.07.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixed QCD-electroweak contributions to Higgs-plus-dijet production at the LHC (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Bredenstein, K.Hagiwara, B.Jager
  • 雑誌名: Phys.Rev 巻: D77 号: 7 ページ: 73004-73004
  • DOI: 10.1103/physrevd.77.073004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graviton production with 2 jets at the LHC in large extra dimensions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hagiwara, P. Konar, Q. Li, K.Mawatari, D.Zeppenfeld
  • 雑誌名: JHEP 巻: 0804 号: 04 ページ: 19-19
  • DOI: 10.1088/1126-6708/2008/04/019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on the electroweak chiral Lagrangian from the precision data (2008)
  • 著者名/発表者名: 19 S. Dutta, K. Hagiwara, Q. S. Yan, K.Yoshida
  • 雑誌名: Nucl.Phys 巻: B790 号: 1-2 ページ: 111-137
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysb.2007.08.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and MadGraph/MadEvent with spin-2 particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Q.Li, J.Kanzaki, K.Mawatari
  • 雑誌名: European Physical Journal, C 56 ページ: 435-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on the electroweak chiral Lagrangian from the precision data (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Dutta, K.Hagiwara, Q.S.Yan, K.Yoshida
  • 雑誌名: Nuclear Physics B790 ページ: 111-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graviton production with 2 jets at the LHC in large extra dimensions (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, P.Konar, Q.Li, K.Mawatari, D.Zeppenfeld
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 0804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixed QCD-electroweak contributions to Higgs-plus-dijet production at the LHC (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Bredenstein, K.Hagiwara, B.Jager
  • 雑誌名: Physical Review D77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bound-state Effects on Top Quark Production at Hadron Colliders (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Y.Sumino, H.Yokoya
  • 雑誌名: Physics Letters B666 ページ: 71-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] HELAS and MadGraph/MadEvent with spin-2 particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Hagiwara, Q.Li, J.Kanzaki, K.Mawatari
  • 雑誌名: European Physical Journal C56 ページ: 435-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuring Higgs-Vector boson Couplings at Linear e+e- Collider (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Dutta, K.Hagiwara, Y.Matsumoto
  • 雑誌名: Physical Review D78
  • 査読あり
• [学会発表] Coherent Branching Algorithm に基づくパートンシャワープログラムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会 2013 年年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] W+4 jets background for the top forward-backward asymmetry at Tevatron (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Takaesu
  • 学会等名: QCD 12, 16th International QCD Conference
  • 発表場所: Montpellier (フランス)
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] Introduction to Hadron Collider Physics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Hagiwara
  • 学会等名: 25th Spring School on Particles and Fields 2012(招待講演)
  • 発表場所: 国立台湾大学(台湾)
• [学会発表] Introduction to Hadron Collider Physics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Hagiwara
  • 学会等名: 25th Spring School on Particles and Fields 2012
  • 発表場所: 国立台湾大学（台湾）
  • 招待講演
• [学会発表] MG/ME on GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: KIAS School on MadGraph for LHC physics
  • 発表場所: 韓国高等研究所(KIAS)(韓国・ソウル)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-29
• [学会発表] GPUによる簡易型測定器シミュレーション・プログラムの高速化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学(青森県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Generating QCD amplitudes in the color-flow basis with MadGraph (2011)
  • 著者名/発表者名: 萩原薫
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] GPU を利用した高速事象生成システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] GPUを利用した高速事象生成システムの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] GPUの利用による高速事象生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] GPU を用いた高エネルギー実験用ソフトウェアの高速化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] GPUを用いた高エネルギー実験用ソフトウェアの高速化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] GPU の利用による高速事象生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] 散乱振幅自動計算プログラム Madgraph への gravitino の実装およびその現象論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高江洲義太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] 散乱振幅自動計算プログラムMadgraph へのgravitino の実装およびその現象論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高江洲義太郎
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] GPUを用いた散乱振幅計算の高速化1 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年春季大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] LHC 実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: KEK 理論研究会(招待講演)
  • 発表場所: KEK
  • 年月日: 2010-02-19
• [学会発表] 散乱振幅自動計算プログラムMadgraphへのgravitinoの実装およびその現象論 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高江洲義太郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] GPUを用いた散乱振幅計算の高速化1 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡村直利
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] GPU を用いた散乱振幅計算の高速化1 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡村直利
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] GPUを用いた散乱振幅計算の高速化2 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] LHCアトラス実験におけるttH(→γγ)プロセスを用いたトップ湯川結合定数の測定精度について (2008)
  • 著者名/発表者名: 神前純一
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] 超対称性標準模型が予言する質量125ギガ電子ボルトのヒッグス粒子の性質
  • 著者名/発表者名: 中村純也（萩原薫）
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] ＬＨＣを用いた、アイソスピンを破るダークマターの検証
  • 著者名/発表者名: 山田敏史（萩原薫）
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] On the W+4jets background to top quark asymmetry at the Tevatron
  • 著者名/発表者名: 高江洲義太郎（萩原薫）
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] ＧＰＵ上での高速パートンシャワープログラムの開発
  • 著者名/発表者名: 神前純一（萩原薫）
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] Coherent Branching Algorithm に基づくパートンシャワープログラムの開発
  • 著者名/発表者名: 神前純一（萩原薫）
  • 学会等名: 日本物理学会2013年年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [備考]
  • URL: http://madgraph.kek.jp/KEK/
• [備考] KEK HELAS/MadGraph/MadEvent Home Page
  • URL: http://madgraph.kek.jp/KEK/index.html
• [備考] 本研究課題の成果は以下のウェブにて公開されている:
  • URL: http://madgraph.kek.jp/KEK/