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

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11202201
• 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: 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) ; 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)
• 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、欧州素粒子研究所CERNの世界最大の電子・陽電子衝突型加速器LEPは設計値を越えて、電子・陽電子衝突で209GeVという正に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。新しい加速スキームによりエネルギーが数時間毎に変化し、必要なシミュレーション・データの量が倍増した。
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。加速器からのバックグラウンドが増加したが、解析を改良することで補えた。既に第一段階の物理解析を終え、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。新粒子生成のいかなる兆候も見逃さないように、実験結果を常時アップデートし、LEP実験全体でつき合わせた。
エネルギーが上がったことで、新粒子探索の質量領域が更に広がった。チャージーノ・スカラートップ等超対称性粒子では、昨年までの探索領域から約10GeV近く高い質量まで探すことができた。更に、今まで探されていなかった新しいモードも調べられた。
特に注目すべき結果が、最重要課題であるヒッグス粒子探索において得られた。標準理論的なヒッグス粒子探索において、LEPの4実験で合わせた結果、115GeV付近にシグナルの兆候が見られている。現在までの結果では、ヒッグス粒子生成に対応するバックグラウンドからの超過が主要2モードで見られており、ALEPH,L3,OPALの独立な3実験でも兆候が見えている。9月及び11月に発表されたこの結果は世界中の新聞で報道され、大きな反響を得た。残念ながら、CERNの次期計画に与える影響などから11年間に渡るLEPの運転は本年度で終了することになったが、正に世界中の素粒子物理学者の関心を集めている特筆すべき結果である。現在、最終結果を得るため更に詳細な解析を行なっている。

研究成果

• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for the Standard Model Higgs Boson in e+e- Collisions at sqrt (s) =192-209 GeV"Phys.Lett.. B. 38-52 (2001)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Two Higgs Doublet Model and Model Independent Interpretation of Neutral Higgs Boson Searches"Eur.Phys.J.. C(Accepted). (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Searches for Prompt Light Gravitino Signatures in e+e- Collisions at sqrt (s) =189 GeV"Phys.Lett.. B(Accepted). (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Photonic Events with Missing Energy in e+e- Collisions at sqrt (s) =189 GeV"Eur.Phys.J.. C18. 253-242 (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for New Physics in Rare B Decays"Phys.Lett.. B476. 233-242 (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for Unstable Heavy and Excited Leptons at LEP2"Eur.Phys.J.. C14. 73-84 (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for Chargino and neutralino Production at sqrt (s)=189 GeV at LE"Eur.Phys.J.. C14. 187-198 (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 sqrt (s)=183 and 189 GeV"Eur.Phys.J.. C14. 51-71 (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for pair-produced leptoquarks in e+e- interactions at sqrt (s) =183 GeV"Eur.Phys.J.. C13. 15-27 (2000)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration,G.Abbiendi et al.: "Search for Neutral Higgs Bosons in e+e- Collisions at sqrt (s) -189 GeV"Eur.Phys.J.. C12. 567-586 (2000)
• [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)