| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
23104003
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
浅井 祥仁 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60282505)
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| 研究分担者 |
中本 建志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (20290851)
陣内 修 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (50360566)
田中 純一 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 准教授 (80376699)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | LHC / ATLAS / 超対称性粒子 / ヒッグス粒子 / 超伝導 |
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| 研究実績の概要 |
質量125GeVのヒッグス粒子がついに発見された。本領域の一つの目的が達成され、素粒子研究の40年来の問題が解決した記念すべき成果であった。その一方で、超対称性を初めとする標準理論を超えた新しい素粒子現象をモデルに依存しない探索を行ったが、現時点では新しい物理現状の兆候を観測するには至っていない。本計画研究の成果により、色をもった超対称性粒子（グルイーノ、スカラークォーク）が1.1TeV-1.8TeVより重いことが分かった。ヒッグス125GeVと合わせて、超対称性粒子の質量スペクトラムを考える上で、非常に大きなインパクトを与える成果であった。これまでドグマだった「自然さ」と言う概念が大きく揺らぐことになる。この概念を緩めると、素粒子研究や、宇宙初期の現象の描像に与えるインパクトは大きかった。26年度は、これまでの軽い超対称性の発見に向けた研究から、すこし重い超対称性粒子をどのようにLHCで発見するかの研究を進めた。これまでの消失運動量に重点をおいた解析をあらため、事象の空間的な特徴（トポロジー）に重点をおきた解析方法を開発し、発見感度を従来より30%程度高めた。また色を持っていない、電弱ゲージーノの発見感度を高める成果をあげた。2022年からのLHC高輝度化アップグレードを目指して、CERNと協力してビーム分離用大口径双極超伝導磁石の開発を開始した。超伝導加速器用の新しいNb3Al超伝導線の開発を進めるとともに、Nb3Sn超伝導線を用いた高磁場磁石製作のための研究開発を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ヒッグス粒子の発見は素粒子研究40年来の重要な成果である。ヒッグス粒子の研究と超対称性探索のこれまでの成果により、これまで考えられていた質量より超対称性粒子が重いことが分かった。LHCで発見するために、新しい探索方法の開発を行い、従来より30%感度を高めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
H27年度からLHCの重心エネルギーは13TeVにエネルギーが大幅に増強される。この高い衝突エネルギーで速やかに新粒子の発見を目指す。従来の軽い超対称性粒子に重点を置いた方法でなく、重い超対称性粒子の発見感度を高める研究をすすめる。またバックグラウンドの理解は8TeVでの成果を基に進め、モンテカルロに依存しないでデータだけで評価する方法を確立する、(２) 超伝導加速器用の新しいNb3Al超伝導線の開発を進めるとともに、他のNb3Snや高温超伝導体（HTS）などの先端超伝導線材を用いた高磁場磁石実現のための研究開発を行う。本年度は、プロトタイプ磁石の製作を行い、冷却励磁試験を行う。
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