アトラス実験での精密測定と標準理論を超えた物理の研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16081210
• 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
• 研究代表者: 岩崎 博行 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40151724)
• 研究分担者: 佐々木 修 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30178636) ; 新井 康夫 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (90167990) ; 寺田 進 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (70172096) ; 池上 陽一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (20222862) ; 東城 順治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (70360592)
• キーワード: 素粒子実験 / 国際協力実験 / 標準理論 / ハドロンコライダー

研究概要

LHCはヘリウムリーク事故後平成21年11月から運転が再開され、重心系エネルギー0.9兆電子ボルト(TeV)での陽子・陽子衝突に成功した。その際、シリコン測定器他の内部飛跡測定器の数年に渡る稼働・較正を精密に行ったことにより、データ収集後ただちに荷電粒子の多重度分布の測定を可能とした。また、ミューオン・トリガーとデータ収集系でも衝突実験開始時に正しいタイミングでレベル1・トリガーを出力することが出来た。平成22年3月からは重心系エネルギー7兆電子ボルトでの衝突運転が本格的に稼働し始め、検出器性能のモニター及び調整を引き続き行っている。また、ルミノーシティの上昇に伴い、トリガー頻度などのパフォーマンスの評価と論理の最適化を随時行っている。
実験開始からは順調にデータ収集を行い、TeVエネルギー領域での直接的精密測定による標準模型の検証を進めている。1年間のデータで既に多くの検証をすることが出来た。重心系のエネルギー7TeVでの陽子陽子衝突におけるトップクォーク対生成断面積を初めて測定した。まだ統計誤差が大きいが、結果は量子色力学(QCD)からの予想と一致する。またこのエネルギーでのWとZの生成断面積を初めて測定した。イベントトポロジーとしてはレプトン(電子かミューオン)に崩壊するモードを調べた。同じく7TeVでのジェット断面積を初めて測定した。インクルーシブ・ジェット生成断面積とジェット対生成断面積の測定値はNLO QCDの予想値と測定の不定性の範囲内で一致し、新しいキネマテック領域でも理論が有効であることが確認された。LHCのキネマテック領域でもQCDの計算がジェット対のデータを十分に再現することから、ジェット対に崩壊する新粒子探索も行った。今のところ標準模型の予想からのずれは見つかっていないが、もし見つかれば新しい物理の扉を開くことに繋がる。

研究成果

• [学会発表] 実データを用いたATLASレベル2ミューオントリガーのコミッショニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 道前武
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学戸畑キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] ATLAS-TGCトリガーシステムのアライメント (2010)
  • 著者名/発表者名: 若林潤
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学戸畑キャンパス
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] ATLAS Lvl1 Endcap Muon Trigger Systemのタイミング調整 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木友
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 九州工業大学戸畑キャンパス
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] ATLAS Lvl1 Endcap Muon Trigger Systemのコミッショニング (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木友
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] ATLAS実験内部飛跡検出器の運動量再構成精度 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塙慶太
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] The ATLAS tau trigger (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuno, Soshi
  • 学会等名: 2009 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 20091025-20091031
• [学会発表] ATLAS Muon Spectrometer-Status and Performance (2009)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Yuta
  • 学会等名: 11th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics
  • 発表場所: Como, Italy
  • 年月日: 20091005-20091009
• [学会発表] Precise Timing Adjustment for the ATLAS Level1 Endcap Muon Trigger System (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Yu
  • 学会等名: Topical Workshop on Electronics for Particle Physics (TWEPP-09)
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] ATLAS実験内部飛跡検出器の飛跡再構成精度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塙慶太
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] ATLAS前後方ミューオントリガーシステムのタイミング調整のためのVME Variable Delayモジュールの開発と試験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越前谷陽佑
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 宇宙線を用いたATLAS-TGCトリガーシステムの性能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤悠貴
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Status of the ATLAS experiment (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoto, Makoto
  • 学会等名: Joint session of Physicsl Society of Jaoan and Korean Physical Society(韓国物理学会 日韓合同セッション)
  • 発表場所: Daejeon, Korea(大田、韓国)
  • 年月日: 2009-04-23