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2015 年度 実績報告書

超対称性の発見と大統一理論の実験的検証

計画研究

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 23104003
研究機関東京大学

研究代表者

浅井 祥仁  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60282505)

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, 大学院理工学研究科, 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)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードLHC / ATLAS / 超対称性粒子 / ヒッグス粒子 / 超伝導
研究実績の概要

H27年度からLHCは重心エネルギーを13TeVに増強し運転を再開した。高エネルギー化に伴い重い新粒子に対する発見感度が著しく高まった。同時にビーム強度も大幅に増強し,設計値を超える瞬間ルミノシティを実現した。一方でパイルアップ事象が増え,消失エネルギーの計算,ジェットのエネルギー測定などを悪化させた。解決のため荷電粒子の飛跡情報を活用する解析手法などを開発し,パイルアップ事象の影響を最小限に抑え、これを超対称性粒子探索に実用した。
探索に用いたデータ量は,H27年度は3/fb,H28年度には約10倍の36/fbである。H27年度末時点で,主要探索チャンネル(0レプトン,1レプトン,2レプトン(Zを伴う),stop1レプトン)で2-3シグマの超過事象が観測されていた。これらをH28年度の高統計データで検証したが,同様の超過は観測されていない。最終的に色をもつ超対称性粒子(グルイーノ,スクォーク)の質量にして1.6-2.0TeVよりも軽い領域は棄却された。また,H27年度の2光子共鳴探索において,質量750GeVに3.9シグマの超過を確認したが,H28年度の高統計による検証では,この超過は減退し統計的有意性は認められなかった。本計画研究の成果により,質量125GeVのヒッグス粒子発見以降,重点的に検証された軽い超対称性という模型の多数が棄却された。これは素粒子に限らず宇宙初期の研究にも多大な影響を与える。分野が取るべき探索の方向性を明確に示すことができた。
また,2024年度からの高輝度LHCアップグレードを目指し,ビーム分離用大口径双極超電導磁石の開発を引き続き推進した。2m長モデル機を試作し,1.9Kにおける冷却励磁試験を行った。同時に耐放射線性に優れた有機絶縁構造材料の開発を進め,放射線照射による試験,2m長モデル機への搭載を行い,性能評価を終えた。高磁場超電導磁石・線材の開発も進め,ラザフォードケーブル(撚線)の試作に成功し,性能評価を行った。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 18件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 12件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] CERN/University of Bern/Universite de Geneve(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      CERN/University of Bern/Universite de Geneve
  • [国際共同研究] LAPP/LPNHE, Universites de Paris VI et VII/LPSC(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      LAPP/LPNHE, Universites de Paris VI et VII/LPSC
    • 他の機関数
      4
  • [国際共同研究] Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)/Universitat Bonn/Max-Planck-Institut fur Physik, Munchen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)/Universitat Bonn/Max-Planck-Institut fur Physik, Munchen
    • 他の機関数
      12
  • [国際共同研究] University College London/University of Sheffield/Department of Physics, Oxford University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University College London/University of Sheffield/Department of Physics, Oxford University
    • 他の機関数
      12
  • [国際共同研究] SLAC National Accelerator Laboratory/University of Wisconsin/LBL and University of California(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      SLAC National Accelerator Laboratory/University of Wisconsin/LBL and University of California
    • 他の機関数
      38
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      32
  • [雑誌論文] Search for new phenomena in events containing a same-flavour opposite-sign dilepton pair,jets,and large missing transverse momentum in sqrt(s)=13 TeV pp collisions with the ATLAS detector2017

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

      Eur. Phys. J. C

      巻: 77 ページ: 144

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-017-4700-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for squarks and gluinos in final states with jets and missing transverse momentum 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

      Eur. Phys. J. C

      巻: 76 ページ: 392

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-016-4184-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for new phenomena in final states with large jet multiplicities and missing transverse momentum with ATLAS using sqrt(s) = 13 TeV proton-proton collisions2016

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

      Phys. Lett. B

      巻: 757 ページ: 334-355

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.04.005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for gluinos in events with an isolated lepton,jets and missing transverse momentum at sqrt(s) = 13 TeV with the ATLAS detector2016

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

      Eur. Phys. J. C

      巻: 76 ページ: 565

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-016-4397-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for top squarks in final states with one isolated lepton,jets,and missing transverse momentum in sqrt(s) = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector2016

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

      Phys. Rev. D

      巻: 94 ページ: 052009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.052009

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for electroweak production of supersymmetric particles in sqrt(s)=8 TeV pp collisions with the ATLAS detector2016

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

      Phys. Rev. D

      巻: 93 ページ: 052002

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.052002

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [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 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2016)001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development Status of a 2-m Model Magnet of Beam Separation Dipole for the HL-LHC Upgrade2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sugano,S. Enomoto,T. Nakamoto,H. Kawamata,N. Okada,R. Okada,N. Higashi,T. Ogitsu,K. Sasaki,N. Kimura,Y. Ikemoto,N. Takahashi,A. Musso,Q. Xu,E. Todesco
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 26 ページ: p.4002606

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2528410

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a 200-mm Short Model of Beam Separation Dipole for HL-LHC Upgrade2016

    • 著者名/発表者名
      S. Enomoto,M. Sugano,T. Nakamoto,H. Kawamata,R. Okada,N. Okada,N. Higashi,T. Ogitsu,K. Sasaki,N. Kimura,Y. Ikemoto,A. Musso,Q. Xu,E. Todesco
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 26 ページ: p.4001905

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2529018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of high radiation-resistant glass fiber reinforced plasticswith cyanate-based resin for superconducting magnet systems2016

    • 著者名/発表者名
      A. Idesaki,T. Nakamoto,M. Yoshida,A. Shimada,M. Iio,K. Sasaki,M. Sugano,Y. Makida,T. Ogitsu
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 112 ページ: p.418-424

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2016.06.031

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Summary of the ATLAS experiment's sensitivity to supersymmetry after LHC Run1 - interpreted in the phenomenological MSSM2015

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

      JHEP

      巻: 10 ページ: 134

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2015)134

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Summary of the searches for squarks and gluinos using sqrt(s) = 8 TeV pp collisions with the ATLAS experiment at the LHC2015

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

      JHEP

      巻: 10 ページ: 054

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2015)054

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ATLAS Run 1 searches for direct pair production of third-generation squarks at the Large Hadron Collider2015

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

      Eur. Phys. J. C

      巻: 75 ページ: 510

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-015-3726-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for photonic signatures of gauge-mediated supersymmetry in 8 TeV pp collisions with the ATLAS detector2015

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

      Phys. Rev. D

      巻: 92 ページ: 072001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.072001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Search for massive,long-lived particles using multitrack displaced vertices or displaced lepton pairs in pp collisions at sqrt(s) = 8 TeV with the ATLAS detector2015

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

      Phys. Rev. D

      巻: 92 ページ: 072004

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.072004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Model Magnet Development of D1 Beam Separation Dipole for the HL-LHC Upgrade2015

    • 著者名/発表者名
      T. Nakamoto,M. Sugano,Q. Xu,H. Kawamata,S. Enomoto,N. Higashi,A. Idesaki,M. Iio,Y. Ikemoto,R. Iwasaki,N. Kimura,T. Ogitsu,N. Okada,K. Sasaki,M. Yoshida,E. Todesco
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 25 ページ: p.4000505

    • DOI

      10.1109/TASC.2014.2361404

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Field Quality and Mechanical Analysis of the Beam Separation Dipole for HL-LHC Upgrade2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sugano,T. Nakamoto,Q. Xu,H. Kawamata,E. Todesco
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 25 ページ: p.4001105

    • DOI

      10.1109/TASC.2014.2364231

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Test Results of a Nb3Al/Nb3Sn Subscale Magnet for Accelerator Application2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iio,Q. Xu,T. Nakamoto,K. Sasaki,T. Ogitsu,A. Yamamoto,N. Kimura,K. Tsuchiya,M. Sugano,S. Enomoto,N. Higashi,A. Terashima,K. Tanaka,R. Okada,N. Takahashi,Y. Ikemoto,A. Kikuchi,T. Takeuchi,G. Sabbi,A. Zlobin,E. Barzi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 25 ページ: p.4003405

    • DOI

      10.1109/TASC.2015.2390074

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Beyond the SM Higgs searches2016

    • 著者名/発表者名
      田中純一
    • 学会等名
      The fourth annual Large Hadron Collider Physics
    • 発表場所
      ルンド(スウェーデン)
    • 年月日
      2016-06-13 – 2016-06-13
    • 国際学会
  • [学会発表] DM searches at LHC/ATLAS2016

    • 著者名/発表者名
      陣内修
    • 学会等名
      Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2000兆衝突事象からヒッグス粒子を探す,ノーベル物理学賞受賞記念 素粒子を捉える実験装置とデータ解析~素粒子物理学からみた工学の技術と今後の期待~2015

    • 著者名/発表者名
      田中純一
    • 学会等名
      電子情報通信学会東京支部シンポジウム
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-17
    • 招待講演
  • [学会発表] New physics searches at the LHC: Where do we go with run II?2015

    • 著者名/発表者名
      陣内修
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2015
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター(千葉県柏市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-26
    • 国際学会
  • [学会発表] SUSY searches at the LHC2015

    • 著者名/発表者名
      浅井祥仁
    • 学会等名
      27th Rencontres de Blois
    • 発表場所
      ブロワ(フランス)
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] LHCの物理:ヒッグス粒子発見とその後の展開(基本法則から読み解く物理学最前線)2016

    • 著者名/発表者名
      浅井祥仁
    • 総ページ数
      136
    • 出版者
      共立出版

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-01-31  

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