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2012 Fiscal Year Annual Research Report

電子・陽電子リニアコライダーとテラスケールの物理

Research Project

Project/Area Number 22244031
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywords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
Research Abstract

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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

  • Research Products

    (57 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (44 results) (of which Invited: 15 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Physics at the International Linear Collider2013

    • Author(s)
      Howard Baer, et al. (Editors)
    • Journal Title

      Technical Design Report

      Volume: 2 Pages: 1-190

  • [Journal Article] LHC Signatures of Vector-Like Quarks2013

    • Author(s)
      Yasuhiro Okada, et al.
    • Journal Title

      Advances in High Energy Physics

      Volume: 2013 Pages: 364936

    • DOI

      10.1155/2013/364936

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heavy Squarks and Light Sleptons in Gauge Mediation: From the viewpoint of 125 GeV Higgs Boson and Muon g-22013

    • Author(s)
      Masahiro Ibe, et al.
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1303 Pages: 078

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2013)078

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative corrections to the Higgs boson couplings in the triplet model2013

    • Author(s)
      Mayumi Aoki, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Pages: 015012

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.015012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative type-I seesaw model with dark matter via $U(1)_{B-L}$ gauge symmetry breaking at future linear colliders2013

    • Author(s)
      Shinya Kanemura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Pages: 015009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.015009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Feasibility study of the measurement of Higgs pair creation at a photon linear collider2012

    • Author(s)
      Shin-ichi Kawada, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 113009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.113009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A study of measurement precision of the Higgs boson branching ratios at the International Linear Collider2012

    • Author(s)
      Hiroaki Ono, et al.
    • Journal Title

      European Physical Journal C

      Volume: 73 Pages: 2343

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-013-2343-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light Higgs scenario based on the TeV-scale supersymmetric strong dynamics2012

    • Author(s)
      Shinya Kanemura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86 Pages: 055023

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.055023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Renormalization of the Higgs sector in the triplet model2012

    • Author(s)
      Mayumi Aoki, et al.
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 714 Pages: 279-285

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.07.016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dark matter and a suppression mechanism for neutrino masses in the Higgs triplet model2012

    • Author(s)
      Shinya Kanemura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86 Pages: 073006

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.073006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative corrections to electroweak parameters in the Higgs triplet model and implication with the recent Higgs boson searches2012

    • Author(s)
      Shinya Kanemura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 115009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.115009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-tau signatures at the LHC in the two Higgs doublet model2012

    • Author(s)
      Shinya Kanemura, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 095001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.095001

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Current status of dark matter phenomenology2012

    • Author(s)
      Shigeki Matsumoto
    • Organizer
      CST & MISC Joint Symposium on Particle Physics
    • Place of Presentation
      Kyoto Sangyo Univ., Japan
    • Year and Date
      20120830-20120901
    • Invited
  • [Presentation] Phenomenology of the Wino Dark Matter2012

    • Author(s)
      Shigeki Matsumoto
    • Organizer
      Summer Institute 2012
    • Place of Presentation
      Sun Moon Lake, Taiwan
    • Year and Date
      20120818-20120824
    • Invited
  • [Presentation] Higgs Physics at the LC and Requirements

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
    • Invited
  • [Presentation] Higgs coupling and self-coupling measurements at ILC

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      Higgs Coupling 2012 (HP2012)
    • Place of Presentation
      Univ. of Tokyo, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Higgs couplings at LCs: with emphasis on higher energy measurements: self-coupling, tth, etc.

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      Higgs Snowmass Workshop at Princeton
    • Place of Presentation
      Princeton Univ., USA
    • Invited
  • [Presentation] Physics at the ILC with focus mostly on Higgs physics

    • Author(s)
      Keisuke Fujii
    • Organizer
      International Workshop on Higgs as a Probe of New Physics (HPNP2013)
    • Place of Presentation
      Univ. of Toyama, Japan
    • Invited
  • [Presentation] HEP and Neutrino Project status (Japan/Asia)

    • Author(s)
      Yasuhiro Okada
    • Organizer
      Open Meeting for the Hyper Kamiokande Project
    • Place of Presentation
      KIPMU, Kashiwa, Japan
    • Invited
  • [Presentation] SUSY

    • Author(s)
      Yasuhiro Okada
    • Organizer
      Fundamental Physics Using Atoms 2012
    • Place of Presentation
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • Invited
  • [Presentation] Roadmap for HEP in Japan

    • Author(s)
      Yasuhiro Okada
    • Organizer
      Community Planning Meeting (CPM2012)
    • Place of Presentation
      Fermilab, USA
    • Invited
  • [Presentation] 計算科学に寄せる期待(素粒子宇宙原子核)

    • Author(s)
      岡田 安弘
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会 広島大学
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Invited
  • [Presentation] Japanese effort towrds ILC

    • Author(s)
      Satoru Yamashita
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
    • Invited
  • [Presentation] The supersymmetric Higgs sector with four doublets and its decoupling property

    • Author(s)
      Tetsuo Shindou
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Multi tau lepton signatures in leptophilic two Higgs doublet model at the ILC

    • Author(s)
      Koji Tsumura
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Higgs branching fractions study in ILC

    • Author(s)
      Hiroaki Ono
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Precision measurement of Higgs to gauge bosons couplings

    • Author(s)
      Junping Tian
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Higgs -> gamma gamma branching ratio

    • Author(s)
      Constantino Calancha
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Measuring very light gravitino with stau NLSP at the ILC

    • Author(s)
      Ryo Katayama
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Study of Higgs self-coupling at the ILC

    • Author(s)
      Taikan Suehara
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Structure of dimension-six derivative interactions in pseudo Nambu-Goldstone N Higgs doublet models

    • Author(s)
      Yohei Kikuta
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Phenomenology of the Higgs triplet model at the ILC

    • Author(s)
      Kei Yagyu
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Seesaw model with a loop-induced Dirac mass term and dark matter from $U(1)_{B-L}$ gauge symmetry breaking

    • Author(s)
      Takehiro Nabeshima
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
  • [Presentation] Summary - Physics

    • Author(s)
      Shinya Kanemura
    • Organizer
      Joint ACFA Physics / Detector Workshop and GDE meeting on Linear Collider (KILC12)
    • Place of Presentation
      HOTEL INTER-BURGO EXCO in Daegu, Korea
    • Invited
  • [Presentation] Perturbative Unitarity of the Higgs derivative interactions

    • Author(s)
      Yohei Kikuta
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Renormalization of the Higgs sector in the triplet model

    • Author(s)
      Kei Yagyu
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Extra Higgs bosons and tanbeta

    • Author(s)
      Koji Tsumura
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Higgs phenomenology of the supersymmetric grand unified theory with the Hosotani mechanism

    • Author(s)
      Mitsuru Kakizaki
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] A model for the Higgs inflation and its testability at the ILC

    • Author(s)
      Takehiro Nabeshima
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Potential for probing the Majorana nature in radiative neutrino masses at a future linear collider

    • Author(s)
      Mayumi Aoki
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Simulation of Higgs boson pair creation in a photon collider

    • Author(s)
      Tohru Takahashi
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] A supersymmetric inert Higgs model and its phenomenological implications

    • Author(s)
      Tetsuo Shindou
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Phenomenology of a light Higgs scenario with strongly-coupled Higgs sector arising from SUSY strong dynamics

    • Author(s)
      Toshifumi Yamada
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Full simulation study on H->gammagamma and H->mumu with the ILC detector

    • Author(s)
      Constantino Calancha Paredes
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Higgs Branching ratio study for DBD

    • Author(s)
      Hiroaki Ono
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Self-coupling

    • Author(s)
      Junping Tiean
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Radiative type-I seesaw model with dark matter via $U(1)_{B-L}$ gauge symmetry breaking at the ILC

    • Author(s)
      Hiroaki Sugiyama
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
  • [Presentation] Higgs / Electroweak Symmetry Breaking

    • Author(s)
      Shinya Kanemura
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Colliders 2012 (LCWS12)
    • Place of Presentation
      Univ. of Texas at Arlington, USA
    • Invited
  • [Presentation] 軽いヒッグスの物理

    • Author(s)
      兼村 晋哉
    • Organizer
      日本物理学会 2012年 秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Invited
  • [Presentation] リニアコライダーにおけるヒッグス研究

    • Author(s)
      田辺 友彦
    • Organizer
      日本物理学会 2012年 秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Invited
  • [Presentation] ILCにおけるILD測定器シミュレーションを用いたヒッグス粒子のタウ対崩壊分岐比の測定精度評価

    • Author(s)
      川田 真一、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] ILCでのヒッグス粒子崩壊分岐比の測定精度評価

    • Author(s)
      小野 裕明、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] ILC 500 GeVと1 TeVにおける測定器詳細シミュレーションをもちいたトップ湯川結合測定精度の評価

    • Author(s)
      田辺 友彦、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] 国際リニアコライダーにおけるトップ対生成閾値領域のシミュレーション解析

    • Author(s)
      堀口朋裕、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] ILCにおけるHiggs anomalous couplingの研究

    • Author(s)
      横山晴道、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Presentation] リニアコライダーにおけるヒッグス自己相互作用の解析

    • Author(s)
      倉田正和、他
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
  • [Remarks] ILC Physics Subgroup

    • URL

      http://www-jlc-in.kek.jp/subg/physics/ilcphys/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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