| 研究課題/領域番号 |
15K05066
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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 |
岡田 安弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 理事 (20212334)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 素粒子物理学 / ヒッグス粒子 / クォーク / TeV領域 / 標準模型を超える物理 |
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| 研究実績の概要 |
平成２８年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進めた。この研究は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者のチームとここ数年来実施している一連の研究プロジェクトの一部である。素粒子標準模型を超える理論では、しばしばベクターライクな余分なクォーク導入される。このような模型では特に余分に導入したクォークが標準模型の３世代のクォークとどのように混合するかによって、模型に対する現象論的な制限やLHC実験での検証の可能性に違いがでる。それぞれ特徴的な場合に、電弱精密測定や低エネルギー実験による制限を取り入れたうえで、LHC実験での生成断面積を解析し、現行のLHC実験に有用な結論を引き出すことができた。その結果はまもなく論文として投稿する。
ヒッグスと重いクォークの物理は、将来のILC実験でも重要なテーマである。平成２９年度には、国際的な高エネルギー物理学コミュニティーは、ILC計画を重心系エネルギー２５０GeVのヒッグスファクトリーとして早期実現を目指すことを推奨した。その基礎づけのために、測定器のシミュレーションソフトや大規模MCデータ生成システムの研究や、ILC でのヒッグス結合の有効場理論の枠組みを使った解析のシミュレーションにより標準理論からのズレのパターンから TeV 領域を超える素粒子物理模型を選別する手法を確立する研究が、理論家の実験家の協力により進められたが、当該研究もその推進に寄与した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２７年度には、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが２種類以上存在する場合について論文にまとめ、JHEPに出版した。平成２９年度には関連するテーマの研究を行い、第２論文を作成し、投稿の準備ができている。
ILC計画について研究は、実験家との連携を深めながら進めている。当初から、LHC時実験の進展状況を取り入れながら研究を進める計画であった。LHC１３TeV実験結果を踏まえて、ILC計画を重心系エネルギー２５０GeVのヒッグスファクトリーとする国際的合意ができた。有効相互作用の考え方によりヒッグス粒子の精密測定から新しい物理を探るという当初の研究計画は、ますます重要になったといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
CERNのLHCでは、重心系のエネルギーを１３TeVにあげて実験が進行中である。このことを踏まえて、重いクォークのパートナーが複数含まれる場合の現象論的な解析を、 Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者とさらに進める。共同研究者を通じてLHCの実験グループと情報交換をおこない、実験データの解析に活用してもらう。
LHC実験の現時点での結果により、ILC実験の物理的な意義は一層明らかになった。LHC実験でヒッグス粒子以外の新粒子が見つかっていない現状では、ILCにおけるヒッグス粒子の精密測定は、新しい物理へ探る確実な窓口としての重要性がますます強く認識されるようになった。ヒッグスセクターばかりでなくクォークセクターが拡張された場合もヒッグス粒子の性質に有意な影響がでうる。また、Belle II 実験の観測量にもどのような効果が表れるかも注目すべき点である。これらの点に留意して関連する実験研究者の協力を得ながら研究を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成２９年度は当初の計画より旅費として必要な額が若干少なかったため、前年度までの残額と合わせて平成３０年度使用額へ移行した。
経費の大部分は、理論共同研究の遂行および、実験研究者と連携した研究を進めるため、研究代表者、研究協力者などの旅費として使用する。
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