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ゲージボソン3点結合の精密測定による新物理探索とそれを可能にするトリガーの研究

公募研究

研究領域先端加速器LHCが切り拓くテラスケールの素粒子物理学~真空と時空への新たな挑戦
研究課題/領域番号 24104504
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

石野 雅也  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30334238)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード素粒子実験 / テラスケール / トリガー / 標準模型 / 電弱対称性の破れ / 加速器 / テラケール / ゲージボソン
研究概要

ゲージボソンの3点結合定数について,LHCの7TeV, 8TeV衝突データを使った解析を進めた.特に終状態がWとZボソンになるイベントになる着目し,その断面積の測定値と標準模型による計算値との比較を行った.測定値は20.3 +0.8 /-0.7(統計誤差) +1.4 /-1.3(系統誤差) pb に対して,理論的な計算値は 20.3 +/- 0.8 pb とよく一致した.ゲージボソンの3点結合を10%以上増加させるような新物理が,このエネルギースケールには存在しないことを明らかにした.
元来,様々のモデルで予想されている標準模型からの断面積のズレは0.1~1%であるため,さらに測定誤差を小さくし,ゲージボソンの3点結合にあらわれる異常をチェックする意義がある.本研究で獲得した解析手法を応用し,2015年以降に得られるデータでもこの研究を続ける.現時点では全断面積の比較のみをおこなっていたが,データ数の増加に伴いWZの横運動量分布の形を比較して,新物理への感度をあげる.
この物理を実験的に可能にするためには,ミューオンの運動量しきい値を25GeV/c以下におさえたレプトントリガーでイベントを選択し,記録する必要がある.加速器の衝突頻度40MHzにたいして,記録できるイベントはたかだか400Hzであり,WZイベントが崩壊したミューオンを高効率で選択しつつ,それ以外のイベントは可能な限り排除して,運動量しきい値を低く保つことが実験成功の鍵である.今後の加速器の輝度向上のメリットを統計精度の向上に活かすためには,ますます,この点が重要になってくる.今年度は衝突点近くに設置されたハドロンカロリメーターの信号をとりこんだ新しいミューオントリガーの性能評価を行い,98%の効率を保ったまま,その領域のトリガーレートを1/5にする論理を開発した.また,実現するためのプロトタイプボードを作成した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Measurement of the electroweak production of dijets in association with a Z-boson and distributions sensitive to vector boson fusion in proton-proton collisions at √s = 8 TeV using the ATLAS detector2014

    • 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: 031-031

    • DOI

      10.1007/jhep04(2014)031

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for resonant diboson production in the WW/WZ to l nu jj decay channels with the ATLAS detector at sqrt(s) = 7TeV2013

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

      Physical Review D

      巻: 87 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.112006

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurements of Higgs production and couplings using diboson final states with the ATLAS detector at the LHC2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi (The ATLAS Collaboration)
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 726 号: 1-3 ページ: 88-119

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2013.08.010

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evidence for the spin-O nature of the Higgs boson using ATLAS data2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi (The ATLAS Collaboration)
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 726 号: 1-3 ページ: 120-144

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2013.08.026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the production cross section of jets in association with a Z boson in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector2013

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

      JHEP

      巻: 1307 号: 7 ページ: 1-50

    • DOI

      10.1007/jhep07(2013)032

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search for Higgs boson decays to a photon and a Z boson in pp collisions at √<s> = 7 and 8 TeV with the ATLAS detector2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi (The ATLAS Collaboration)
    • 雑誌名

      Physics Letter B

      巻: 732 ページ: 8-27

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2014.03.015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of ZZ production in pp collisions at √s = 7 TeV and limits on anomalous ZZZ and ZZ&#61543; couplings with the ATLAS detector2013

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

      Journal of High Energy Physics

      巻: 03 号: 3 ページ: 128-128

    • DOI

      10.1007/jhep03(2013)128

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of WZ production in proton-proton collisions at √s=7 TeV with the ATLAS detector2012

    • 著者名/発表者名
      G. Aad
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 72 号: 10 ページ: 2173-2197

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-012-2173-0

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the WW cross section in √s=7 TeV pp collisions with the ATLAS detector and limits on anomalous gauge couplings2012

    • 著者名/発表者名
      G. Aad
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 712 号: 4-5 ページ: 289-308

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.05.003

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the ZZ Production Cross Section and Limits on Anomalous Neutral Triple Gauge Couplings in Proton-Proton Collisions at √s = 7 TeV with the ATLAS Detector2012

    • 著者名/発表者名
      G. Aad
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 108 号: 4 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.041804

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of the WZ production cross section and limits on anomalous triple gauge couplings in proton#8211;proton collisions at √s= 7 TeV with the ATLAS detector2012

    • 著者名/発表者名
      G. Aad
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 709 号: 4-5 ページ: 341-357

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.02.053

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LHC-ATLAS 実験におけるハドロンカロリーメーターを用いたミューオントリガーの改良2014

    • 著者名/発表者名
      救仁郷拓人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Higgs Properties from High Energy Experiment2014

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      Higgs Modes in Condensed Matter and Quantum Gases
    • 発表場所
      Kyoto University, Yukawa Institute for Theoretical Physics
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATLAS実験レベル1ミューオントリガーへの新しいアルゴリズムの導入2013

    • 著者名/発表者名
      田代拓也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シンポジウム「LHCによるテラスケールの物理の展開」2013

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Recent physics results from LHC experiments2013

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      京都大学GCOEシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-02-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Muon detector readout and trigger-electronics upgrades for the HL-LHC2013

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      ECFA High Luminosity LHC experiments workshop
    • 発表場所
      Aix-Les-Bains France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒッグス粒子のみつけ方2013

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      京都大学市民講座
    • 発表場所
      京都大学時計台記念館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATLAS 実験レベル 1 ミューオントリガーへの新しいアルゴリズムの導入2012

    • 著者名/発表者名
      田代拓也
    • 学会等名
      日本物理学会 秋期大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 京都大学アトラス実験ホームページ

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/ATLAS/pukiwiki/index.php?KyotoAtlasTop

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 京都大学アトラスグループホームページ

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/ATLAS/pukiwiki/index.php?KyotoAtlasTop

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 新学術領域「先端加速器LHCが切り拓くテラスケールの素粒子物理学~真空と時空への新たな挑戦」

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/terascale/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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