最高エネルギーでの新粒子および新しい素粒子現象の探索

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11202201
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 駒宮 幸男 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80126060)
• 研究分担者: 竹下 徹 信州大学, 理学部, 助教授 (70154995) ; 武田 廣 神戸大学, 理学部, 教授 (30126114) ; 山下 了 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (60272465) ; 真下 哲郎 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (60181640) ; 小林 富雄 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (50126059)
• キーワード: 素粒子物理 / 電子・陽電子衝突型加速器 / エネルギーフロンディアー / 新粒子探索 / ヒッグス粒子 / 超対称性粒子 / 高エネルギー物理学 / 超対称性大統一理論

研究概要

本年度、ヨーロッパ素粒子研究所CERNの世界最大の電子・陽電子衝突型加速器LEPは衝突エネルギー192GeVでの運転に成功した後、段階的にエネルギーを上げ、9月には電子・陽電子衝突で202GeVという前人未踏のエネルギーを達成した。OPAL検出器は鉛ガラス電磁シャワーカロリメターを始め全ての基幹測定器が正確に動作し、データの収集に成功した。ビームの衝突頻度は昨年度を上回り、このため加速器によるバックグラウンドが心配されたが、これは解析に支障ない範囲に収まっていることがバックグラウンド・モニター装置からの情報でわかった。データ量の増大に伴いデータ記憶及び解析装置を増強し、解析を計画通りCERNと日本で分担して行なうことができた。既に第一段階の物理解析は終了し、結果はOPAL実験内の全体会議、国際/日本物理学会等で当研究担当者により発表された。
最重要課題であるヒッグス粒子及び超対称性粒子の探索可能領域は、衝突エネルギーの増大に伴い急速に拡大した。特に標準理論的なヒッグス粒子探索においてはLEPの4実験で合わせた結果、その質量の下限値をほぼ110GeV付近まで上げることに成功したことは特筆に値する。更にこの結果から超対称性理論のパラメーターである二つのヒッグス場の真空期待値の比tanβで約3以下の領域も排除することができた。OPAL実験の結果には再構成された質量分布の106GeV付近にわずかではあるがデータ点の集中が見られ、超対称性理論的なヒッグス粒子によるものである可能性が残されている。チャージーノ・スカラートップ等超対称性粒子も今までの探索領域から約10GeV近く更に高い質量まで探すことができた。宇宙論で問題とされるダークマターの候補であるニュートラリーノの質量にも更に強い制限を与えることができた。又、来年度の実験に対する準備も順調に進められている。

研究成果

• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Neutral Higgs Bosons in e^+e^- Collisions at √<>sim189 GeV"(Accepted) Eur. Phys. J.C. C. (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Higgs Bosons and Other Massive States Decaying into Two Photons in e^+e^- Collisions at 189 GeV"Phys. Lett.. B464. 311-322 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Higgs Bosons in e^+e^- Collisions at 183 Gev"Eur. Phys. J.. C7. 407-435 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Chargino and neutralino Production at √<>s 189 GeV at LEP"(Accepted) Eur. Phys. J.. C. (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Anomalous Production of Acoplanar Di-lepton Events in e^+e^- Collisions at √<>s 183 and 189 GeV"(Accepted) Eur. Phys. J.. C. (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Scalar Top and Scalar Bottom Quarks at E_<CM> 189 GeV at LEP"Phys. Lett.. B456. 95-106 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Anomalous Photonic Events with Missing Energy in e^+e^- Collisions at √<>s 130, 136 and 183 GeV"Eur. Phys. J.. C8. 23-40 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for Chargino and Neutralino Production at √<>s 181-184 GeV at LEP"Eur. Phys. J.. C8. 255-272 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for pair-produced leptoquarks in e^+e^- interactions at √<>s 183 GeV"(Accepted) Eur. Phys. J.. C. (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration, G. Abbiendi et al.: "Search for R-parity Violating Decays of Scalar Fermions at LEP"Eur. Phys. J.. C12. 1-24 (2000)