最高エネルギー電子・陽電子衝突装置LEP-IIでのOPAL測定器による素粒子の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694058
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 森 俊則 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (90220011)
• 研究分担者: 駒宮 幸男 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80126060) ; 小林 富雄 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (50126059) ; 折戸 周治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (10092173) ; 真下 哲郎 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (60181640) ; 川本 辰男 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (80153021)
• キーワード: 電子・陽電子衝突 / LEP-II / OPAL / 鉛ガラスカロリメタ / 標準理論 / Wボソン / ヒッグス粒子 / 超対称性理論

研究概要

平成11年度、LEPは前年度より更に高い衝突エネルギー、192GeVで運転を開始した。その後、調整を加えながら段階的にエネルギーを増強し、夏までに196GeV、8月には当初の予想を上回る200GeV、続いてそれを超える202GeVを達成した。これにより、ヒッグス粒子等、重い新粒子探索の可能性が大きく広がった。OPAL測定器は順調に稼動し91%を超える効率で最高エネルギーの電子・陽電子衝突データを記録し、前年度を上回る量の物理データを収集した。東京大学が建設し運転を担当する鉛ガラスカロリメタは高性能を安定に維持し質の高いデータを生成した。現在これらのデータを基に幅広く物理解析を行なっている。主な成果は次のようなものである。
(1)約4000のW対生成事象を記録した。W粒子質量や、WとZや光子との相互作用の精密測定はLEP2の重要課題の一つである。
データの大幅な増加により、これらを今までにない精度で研究できる。
(2)標準理論で期待される各種の反応過程を幅広く調べ、新しいエネルギーでも標準理論が良く成り立っていることを確認した。
また、標準理論からのずれを生じる可能性のある各種の新物理のモデルに対して厳しい制限を得た。
(3)ヒッグス粒子の探索では、可能な全ての崩壊モードをカバーした解析を行ない、その質量が105GeV程度より軽い可能性を棄却できる見込みである。
(4)標準理論を超える理論として最も有力候補である超対称性理論の予言する新粒子群を系統的に探索した。
今のところそれらの兆候は見えてないが、理論に含まれる未知のパラメータについて厳しい制限を得た。
これらの結果は国際会議などで報告され、学術専門誌に発表している。

研究成果

• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "Measurement of the W Mass and Width in e+e- Collision at 183 GeV"Phys. Lett.. B453. 138-152 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "Color Reconnection Studies in e+e-->W+W-"Phys. Lett.. B453. 153-168 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "Multiphoton Production in e+e- Collisions at √<s> =189 GeV"Phys. Lett.. B465. 303-314 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "Measurement of the W+W- γ Cross-section and First Direct Limits on Anomalous Electroweak Ouartic Gauge Couplings"Phys. Lett.. B471. 293-307 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "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: "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: "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: "W+W- production and triple gauge boson couplings at LEP energies up to 183 GeV"Eur. Phys. J.. C8. 191-215 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "Tests of the Standard Model and Constraints on New Physics From Measurements of Fermion-pair Production at 183 GeV at LEP"Eur. Phys. J.. C6. 1-18 (1999)
• [文献書誌] The OPAL Collaboration: "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: "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: "Search for R-parity Violating Decays of Scalar Fermions at LEP"Eur. Phys. J.. C12. 1-24 (2000)