2004 Fiscal Year Annual Research Report

最高エネルギーの陽子陽子衝突実験における超対称性の物理の研究

Research Project

Project/Area Number	15340076
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	川越清以神戸大学, 理学部, 助教授 (40183785)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	真下哲郎東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (60181640) 久野純治東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (60300670) 野尻美保子京都大学, 基礎物理学研究所, 助教授 (30222201) 石井恒次神戸大学, 自然科学研究科, 助手 (20322208) 越智敦彦神戸大学, 理学部, 助手 (40335419)
Keywords	LHC / アトラス実験 / 超対称性 / グルイーノ / スカラークォーク / ニュートラリーノ / コライダー / 素粒子
Research Abstract	本研究は2007年度に開始するLHC実験において、超対称性についてどのような成果を出しうるかを明らかにすることを目的としている。今年度行った研究の主な内容は次の通りである。 1.超対称性粒子の新しい質量再構築方法の開発 LHC実験ではグルオンやスカラークォークなどの超対称性粒子が生成されると期待されている。しかし、その崩壊過程で必ずLSP (lightest SUSY particle)と呼ばれる粒子ができ、その粒子は実験装置で測定することができない。そのため、超対称性粒子の質量を再構築するのは容易ではない。従来考えられてきた方法は、粒子の不変質量分布のエッジ(エンドポイント)を測定する方法である。エンドポイントの値はいくつかの超対称性粒子の質量の関数になっているので、いくつかのエンドポイントを測定できれば、超対称性粒子の質量を決定できるというわけである。今回の研究では、超対称性粒子の崩壊チェーンのなかに現れる超対称性粒子がオンシェルの質量を持つという条件を課し、複数の事象を組み合わせることで、各超対称性粒子の質量を再構築できることを明らかにした。例としてグルイーノとスカラーボトムの質量の再構築を検討し、成功を収めた。 2.超対称性粒子のスピンの研究 LHCで観測できる重いニュートラリーノ→スカラーレプトン→軽いニュートラリーノという崩壊過程で現れるレプトン対の不変質量分布から、ニュートラリーノやスカラーレプトンのスピンに関する情報を得られることを示した。また、スカラー電子、スカラーミュー粒子、スカラータウ粒子によって不変質量分布に違いがあり、その違いをLHCで測定できることも示した。