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2012 年度 実績報告書

LHCでの新しい物理発見に向けた散乱振幅自動生成プログラムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20340064
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

萩原 薫  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 (50189461)

研究分担者 神前 純一  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, 講師 (60169787)
研究期間 (年度) 2008-04-08 – 2013-03-31
キーワード素粒子物理学 / 素粒子理論 / 素粒子実験 / シミュレーション / GPU / LHC / 国際情報交換(欧州)
研究概要

本研究の目的は、2009年度に実験が開始された欧州原子核研究機構(CERN)のLHC加速器で観測される新しい物理のシグナルとバックグランドの高速シミュレータを開発して、LHC実験グループと全世界の素粒子研究者の用に供することである。
新システムはLHC実験解析でも広く利用されているMadGraph/MadEventをベースとして開発し、コンパクトで安価な並列計算を可能にするグラフィックカード(GPU)上での高速シミュレーションを実現した。高速化の分野での今年度の最も重要な進展は、昨年度までに実現した逐次改良型モンテカルロ積分法による物理過程生成断面積の高速計算に接続するための、コンパクトで高効率、且つGPU上での演算が可能な新しいパートンシャワーを開発したことである。この研究の中核を担っていたKEKの外国人研究員、Kirilin博士が昨年度中にドイツのミュンヘン工科大学に着任されたため、研究開発は電子メールやウエブ会議を駆使して進められた。成果は研究分担者の神前により、物理学会秋季大会と年次大会に於いて発表された。
これまでの成果の応用として、テヴァトロンに於けるトップクォーク対生成の全後方非対称性に対するバックグランドの計算を行った。Wボソンと最低4ジェット生成を含む素過程がバックグランドとなり、GPUによる高速計算の利点が発揮された。成果は、共同研究者の高江洲義太郎博士により、国際会議「QCD2012」で発表された。
本研究計画で達成された、標準模型と新しい物理模型の高速シミュレーション機構は、散乱振幅計算に関してはテスト段階を終了し、一般の研究者が利用する計算センターの実証段階に達している。数十個のGPUクラスターを基幹とした計算センターは科学研究費の範囲で作ることができるため、物理解析の多様性が確保される。日本で開発された基幹技術なので、最初の実証施設を国内に設置したい。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Null radiation zone at the LHC2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hagiwara
    • 雑誌名

      Phys.Rev

      巻: D87 ページ: 14021

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevD.87.014021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diquark contribution to Top quark charge asymmetry at the Tevatron and LHC2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hagiwara
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1302 ページ: 100

    • DOI

      DOI:10.1007/JHEP02(2013)100

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the W+4jets background to the top quark asymmetry at the Tevatron2013

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Hagiwara
    • 雑誌名

      Nucl.Phys.Proc.Suppl.

      巻: 234 ページ: 93-96

    • DOI

      10.1016/j.nuclphys.2012.11.022

  • [雑誌論文] Properties of 125 GeV Higgs boson in non-decoupling MSSM scenarios2012

    • 著者名/発表者名
      K. Hagiwara
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1210 ページ: 002

    • DOI

      DOI:10.1007/JHEP10(2012)002

    • 査読あり
  • [学会発表] Introduction to Hadron Collider Physics2012

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Hagiwara
    • 学会等名
      25th Spring School on Particles and Fields 2012
    • 発表場所
      国立台湾大学(台湾)
    • 年月日
      20120405-20120408
    • 招待講演
  • [学会発表] 超対称性標準模型が予言する質量125ギガ電子ボルトのヒッグス粒子の性質

    • 著者名/発表者名
      中村純也(萩原薫)
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] LHCを用いた、アイソスピンを破るダークマターの検証

    • 著者名/発表者名
      山田敏史(萩原薫)
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] On the W+4jets background to top quark asymmetry at the Tevatron

    • 著者名/発表者名
      高江洲義太郎(萩原薫)
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] GPU上での高速パートンシャワープログラムの開発

    • 著者名/発表者名
      神前純一(萩原薫)
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] Coherent Branching Algorithm に基づくパートンシャワープログラムの開発

    • 著者名/発表者名
      神前純一(萩原薫)
    • 学会等名
      日本物理学会2013年年次大会
    • 発表場所
      広島大学
  • [備考] KEK HELAS/MadGraph/MadEvent Home Page

    • URL

      http://madgraph.kek.jp/KEK/index.html

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公開日: 2014-07-24  

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