2013 Fiscal Year Research-status Report
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25400294
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
原 和彦 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20218613)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ヒッグス / 湯川結合 / ATLAS |
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| Research Abstract |
LHC加速器実験でのヒッグス粒子の発見を受け、新粒子が標準模型ヒッグス粒子であるかの研究が最重要課題である。標準模型ヒッグスは、ゲージ粒子に加え、クォークやレプトンにも質量を与えるので、それらの湯川結合定数を精度良く測定することが直接検証となり、また、精密測定により、超対称性など、標準模型を超える物理への知見も得られる。この研究では、アトラス実験において、新粒子がτレプトン対やｂクォーク対に崩壊するモードを精度良く測定する事を目標とする。そのためにZ崩壊からのτやｂでZ質量再構成を最適化することで、ジェットエネルギー分解能を向上させ、また、BDT(Boosted Decision Tree)によりバックグラウンドを低減させる。
ττ対からヒッグスを再構成する際、信号統計数、質量再構成精度、およびバックグランドの観点から、２つのτがそれぞれレプトンとハドロンへ崩壊する組み合わせ毎に、また、信号分離が良い前方に２つのジェットを伴って発生するVector-Boson-Fusionか、高い運動量をもってヒッグスが発生するかの計６分類に対して、バックグランドをBDTにより推定した。この改良された解析法により、τ対への崩壊モードは標準模型での期待値に対して1.4+0.5-0.4の精度で決めることができた。これは4.1σでこのモードへのヒッグスの崩壊が確認されたことになり、当初の目的(3σ以上)を果たす結果となった。
ｂb対への測定では、WやZと随伴生成するモードがバックグランドとの分離が良い。バックグランドのモデル化を行いbbの不変質量から信号を探したが、標準模型に対して0.2+0.7-0.6なので十分な分離は達成できていない。現在BDT解析を進行中であり、これにより測定感度の向上が期待できる。特にb対への崩壊測定には統計数が足りず、2016年から再開されるATLAS実験で最終結果を得るように準備を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ττ対については、目的の3σを超える感度の良い測定ができた。これによりヒッグスが「レプトンに質量を与える」ことが初めて観測できた。ｂｂ対についてはバックグランドとの分離が十分でなく、現在、バックグランド評価を改良する解析を継続している。
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| Strategy for Future Research Activity |
夏までにｂｂ対に対してBDTを含めた解析を完了させる。これにより2013年までに7,8TeVで収集したすべてのデータ解析が終了する。
LHC実験は、エネルギー増強のために休止中であり、2016年から14TeVでの衝突実験が再開される。ヒッグスの生成断面積は２～５倍に増加することが期待できるので、統計量を増やすことで「クォークへ質量を与えるか」を含め湯川結合に対する重要な測定ができると期待している。そのため、14TeVで同様に増加するバックグランドの有効な除去方法について継続して研究を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度末に予定していた学会を都合により不参加としたことにより、旅費に未使用額が発生した。
繰り越した経費は、海外協力者の招へい等に使用したい。
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