| 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 |
23104006
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| 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 |
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研究代表者 |
野尻 美保子 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 (30222201)
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| 研究分担者 |
兼村 晋哉 富山大学, その他の研究科, 准教授 (10362609)
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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 | 素粒子論 / 素粒子実験 |
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| 研究実績の概要 |
1)ジェットはクオーク、グルーオンなど性質の異なるパートンを種として形成され、ジェットの構造も異なるが、これまで起源の異なるジェットの差を使って新粒子探索の感度をあげる試みはされてこなかった。また先行研究では、新物理探索に用いることのできないコーンサイズやジェットアルゴリズムが用いられることが多かった。新物理探索に用いられるジェットアルゴリズムでの両者の分離可能性を調べ、ジェット近傍のソフトジェットも調べることで、十分な分離感度が得られることを示した。また、新粒子探索のバックグラウンドのクオークグルオン比率を調べ、新粒子探索の感度が上がる可能性を指摘した。2) 超対称粒子の質量が直接探索できないほど重い場合でも、h-> bb など確実に測定ができるプロセスについての標準模型からのずれを調べることで新物理の兆候を捉えることができる。ヒッグスの質量が実験データと整合するパラメータについて、このずれの大きさを調べた。この際に、higgsino mass 変数の大きさに超対称模型の真空の安定性とB の崩壊分岐比から制限がつくことを明らかにした。3) Little Higgs 模型や Randall Sandrum 模型のヒッグスセクターを調べ、HL-LHCやILCで標準模型からのずれが現れる変数領域とLHC の直接探索による制限との関係を調べた。 4) また、研究員の阿部智広氏は、ヒッグス粒子に未知の粒子が結合するヒッグスポータル模型に関してコライダー実験や精密測定,暗黒物質として探索可能なパラメータ領域とコライダー実験との関係を明らかにした。特にイナートヒッグス模型の輻射補正をもとめ、暗黒物質探索から許されるパラメータ領域に大きな補正があることを示した。5) 兼村はtriplet higgs を含む模型についてLHC , ILC から得られる制限について詳細に検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
クオークとグルーオン由来のジェットの分離の研究では、これまでの、応用を考えないジェット構造の研究から一歩踏み出して、S/Nを向上させLHC における発見感度をあげるアルゴリズムを構築するなど大きく前進した。また SUSY の真空の研究ではこれまでに指摘されていないヒグシーノ変数への制限を与えるなど、模型の理解に大きく貢献した。
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| 今後の研究の推進方策 |
LHC 実験の新物理の探索結果は遅くとも来年度に出てくると考えられる。今年度はこの新物理の発見に貢献することを目指して以下の研究を実行する。
1. クオークとグルーオンジェットの分離を新粒子の探索に応用することを目指して、シグナル／バックグラウンドのジェットのクオークとグルーオンの比を系統的に調べ、HIggs boson 探索の S/N の向上、超対称粒子の探索領域の拡大に取り組む。2.拡張Higgs 模型のなかでも、拡張されたゲージセクターをもつ模型ををしらべ、LHC 実験でレゾナンスシグナルが発見される場合のシグナルのパターンを網羅する。また新粒子の質量が重くなってくると、その粒子からブーストされたW やtop が生成され、これが一つのジェットとして見える。このようなジェットの構造を調べるのにはジェットの構造研究が重要であり、これを中心に研究を行う。3. 超対称模型の真空の安定性、B の崩壊からくるヒグシーノ質量パラメータの制限についてより詳細な研究を行い、コライダーで期待されるシグナルを制限する。 4. LHC あるいは 100TeV LHC におけるSUSY 探索についての研究をおこなう。とくにLSP の質量が重くスカラークオークが縮退している領域について検討を行う。5. 兼村は今年度は、今年から再開するLHC Run II実験と将来のルミノシティアップグレード実験で、標準理論を超えた新しい物理模型がどのように検証されるかを研究する。特にヒッグスコンポジット理論の様々な性質を調べ、コンポジット性を如何にLHCでテストするか等の研究と、拡張超対称標準理論におけるシングレットスカラーの存在が最小超対称理論の現象論的予言をどう変更するか等に注目するとともにLHCでの検証区別可能性を研究する。
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