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2017 年度 実績報告書

ウィークボソンの散乱振幅を精密測定する:新粒子・新物理のエネルギースケールの決定

研究課題

研究課題/領域番号 15H03657
研究機関東京大学

研究代表者

石野 雅也  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 教授 (30334238)

研究分担者 隅田 土詞  京都大学, 理学研究科, 助教 (80624543)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード新粒子探索 / ウィークボソン散乱 / 新物理のエネルギースケール / 新型ミューオントリガー / カロリメタートリガー
研究実績の概要

H29年度は,前年度まで開発を進めてきたカロリメター情報統合型のミューオントリガーをアトラス実験全体のトリガーシステムに組み込んでコミッショニングをおこなった.2種類のトリガー情報を同じタイミング(許容できる時間差は1ナノ秒以下)で受け取り,本件研究で開発した専用トリガー回路で処理する必要があるが,カロリメター情報が到着するタイミングに最大10ナノ秒程度のふらつきがあることを発見した.これではミューオン同定効率が本来の半分以下となって使えないため,H29年度の後半はその修正をおこなった.
カロリメター情報の処理回路内で動作周波数が異なる区画をまたぐ部分に位相の不定性を発見し,ファームウエアを再開発して問題を解決した.H30年度,再び実戦投入をおこない,実際に事象の取捨選択をおこなった.LHC加速器による実際の陽子衝突データをもちいて性能評価をおこない,想定通りのミューオン同定効率,ならびにトリガーレートの削減が得られたことを確認した.このトリガー性能の改善により,将来,加速器の輝度が上昇しても運動量しきい値を今と同じ値(20GeV)に保持し,アトラス実験の新粒子発見能力を高く保つことが可能になった.これらの成果は国際会議と国内の物理学会で1回ずつ発表した.

またH29, H30年度に,LHC加速器の陽子衝突エネルギーが13TeVにあがった後に取得した積算輝度36 /fbのデータを使ってウィークボソンの散乱の断面積を測定し,論文として公表した.素粒子の標準模型の枠組みにない新粒子が世界最高エネルギーの陽子衝突によって生成されウィークボソン対に崩壊する過程を探索した.新粒子の持つスピンが0, 1, 2と3通りの場合について精査し,いずれの場合でも測定した断面積は誤差の範囲で標準模型の予言と矛盾がなく,新粒子生成の断面積が 0.1 ~ 0.01pb以下であることを明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] CERN研究所(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      CERN研究所
  • [国際共同研究] ローマ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      ローマ大学
  • [国際共同研究] リオ大学(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      リオ大学
  • [雑誌論文] Search for W W/W Z resonance production in lνqq final states in pp collisions at root(s)=13 TeV with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      石野雅也,隅田土詞,ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 ページ: 1,44

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/JHEP03(2018)042

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Combination of searches for heavy resonances decaying into bosonic and leptonic final states using 36 /fb of proton-proton collision data at root(s) = 13TeV with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      石野雅也,隅田土詞,ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 ページ: 1,32

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.98.052008

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for heavy resonances decaying into a W or Z boson and a Higgs boson in final states with leptons and b-jets in 36 /fb of root(s) = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      石野雅也,隅田土詞,ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 ページ: 1,52

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/JHEP03(2018)174

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Searches for heavy ZZ and ZW resonances in the llqq and ννqq final states in pp collisions at root(s) = 13 TeV with the ATLAS detector2018

    • 著者名/発表者名
      石野雅也,隅田土詞,ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 ページ: 1,52

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/JHEP03(2018)009

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for heavy resonances decaying to a W or Z boson and a Higgs boson in the qqbb final state in pp collisions at root(s) = 13 TeV with the ATLAS detector2017

    • 著者名/発表者名
      石野雅也,隅田土詞,ATLAS collaboration
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 774 ページ: 494~515

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physletb.2017.09.066

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ATLAS detector performance in Run2 and upgrade plans2017

    • 著者名/発表者名
      石野雅也
    • 学会等名
      High-Energy Physics International Conference in QCD
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] LHC-ATLAS 実験 Run2 における大半径ジェット較正手法の改善と弱ボソン共鳴探索への適用2017

    • 著者名/発表者名
      救仁郷拓人
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] ATLAS Searches for W/V+gamma Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      隅田土詞
    • 学会等名
      International conference on supersymmetry and the unification of fundamental interactions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 研究成果のまとめ

    • URL

      https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/Main/MasayaIshino

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公開日: 2019-12-27  

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