| 研究課題/領域番号 |
22244031
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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 |
藤井 恵介 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, 准教授 (30181308)
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| 研究分担者 |
兼村 晋哉 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (10362609)
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)
高橋 徹 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (50253050)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 電弱対称性の破れの解明 / 質量生成機構の検証 / ヒッグス粒子の精密測定 / 超対称性の探索 / リトルヒッグス機構 / 暗黒物質の研究 |
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| 研究概要 |
素粒子物理学における喫緊の課題は、「ゲージ原理」と並び立つ標準模型の2本柱のうち未検証の「電弱対称性の破れと質量生成機構」を解明し、テラスケールの物理の扉を開く事にある。前年度に引き続き「電弱対称性の破れと質量生成機構」、「新しい物理」のA、B、２グループ体制で研究を進めた。大きな違いは、LHCによる質量125GeVのヒッグス粒子候補の発見でありILC技術計書（TDR）完成である。
グループA：
e+e-→ZHによるヒッグス崩壊分岐比測定について主要モードの解析結果を論文誌に公表した。H→tau+tau-崩壊の解析を進めるとともにこれまでの質量120GeVの結果を125GeVに外挿した。また、1TeVでの vvH反応を使った分岐比測定、崩壊全巾測定の検討を行った。500GeV ttH シミュレーション研究を完成し前年度の簡易シミュレーション結果を再現した。一方、ZHH検討では、事象荷重法の開発、フレーバー同定法の改善により精度向上をはかった。γγ→ HHについては、論文誌に結果を公表した。並行してヒッグスの性質に現れると期待されるさまざまな標準模型を超える物理の可能性の理論検討を進め論文誌に公表した。
グループ B：
LHC での超対称性粒子探索結果を踏まえ、準安定スタウについてのシミュレーションによる検討を進めた（論文準備中）。また、超対称とならんで最近注目されているリトル・ヒッグス模型の理論的／実験的検討も同時進行で進め、リトル・ヒッグス機構そのものの実験的検証の手法についての論文を準備中である。また、暗黒物質がヒッグスを通じてしか測定にかからないヒッグス・ポータルのシナリオもLHCで検出困難なシナリオとして重点的に検討を続けている。理論面では、ヒッグス質量が125GeVになったことの意味を様々な角度から検討した。
以上の結果は、ILC-TDR物理の章の中核をなしている。
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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
H24年度には、LHCにおけるヒッグス粒子候補の発見という画期的な進展があった。この発見の結果、ILCにおけるヒッグス物理検討の重要性は決定的なものとなった。質量がおよそ125GeVと確定したこと、それ以外の新粒子／新現象の兆候が見られなかったことから、標準模型を超える物理のシナリオには重要な制限が課せられることになった。理論面では、このような制約下での可能なシナリオ、あるいは125GeVという質量のもつ意味の検討が加速した。実験面では、これまで以上に軽いヒッグスの精密測定の検討に重点を移す必要があった。そのことでヒッグス粒子精密測定のシミュレーション検討は当初予定以上に進展した。一方では、標準模型を超える新現象の研究は、LHCからの制限と矛盾しないものを中心とする検討に重心を移す事になり、一部のシナリオの検討の優先度は下げざるを得なかった。全体的に見れば、理論／実験の共同研究体制はさらに強化され、その結果として多くの成果が得られ、投稿論文、学会講演の形で公表できた。特に、ILC技術設計書（TDR）物理の章へ、多くの結果を入力できたことは、国際的貢献として特筆できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
H24年度に引き続き、[A] 電弱対称性の破れと質量生成機構の物理、[B] 標準模型を超える物理の２グループ体制で研究を推進する。[A]グループは、H24年度にはLHCでヒッグス質量が確定したことを受け、ヒッグス質量を125GeVに更新し、全てのシミュレーションをやり直す。そして、ヒッグスの精密測定で何が分かるのか、理論／実験のメンバーの力を結集して重点的に検討し、ヒッグスファクトリーとしてのILC 早期実現のシナリオを策定する。成功の鍵となるフレーバー同定法の改善、新しい解析方法の導入、新しいジェット・クラスタリングのアルゴリズム開発を目指すとともに、ILC計画第2期、重心系エネルギー1TeVの実験での精度向上の可能性も探る。[B]グループは、LHCでのヒッグス候補の質量測定や直接探索結果の制限を踏まえて、より制限されたパラメータ空間における新粒子探索シナリオについて超対称性、余剰次元模型、リトル・ヒッグス模型 、ダーク・ヒッグ ス模型、ヒッグス・ポータル模型など様々な可能性を考慮しつつシミュレーション研究を進める。H24年度に重点的に検討した質量縮退等のためにLHCでの発見が困難なシナリオについてもさらに検討を進める。
H25年度より、リニアコライダー計画の推進体制が刷新されたことを受け、ILC実現に向け、さらに国際協力体制を強化していく。
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