Measurement of the mass of the top quark using J/psi meson in top quark pair production events with the ATLAS detector

使用 ATLAS 探测器在顶夸克对产生事件中使用 J/psi 介子测量顶夸克的质量

• 批准号: 21J10909
• 负责人: 麻田 晴香
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10909/
• 关键词: トップクォーク; LHC-ATLAS実験; 電弱真空の安定性; ミュー粒子検出器; トリガー

本年度は、本測定に係る系統誤差のうち検出器応答由来の系統誤差の見積もりと、前年度に指摘した信号事象モデリング由来の系統誤差評価における課題に取り組んだ。本測定では、終状態に存在する3個のレプトンの不変質量分布の形がトップクォーク質量と相関を持つことを利用する。この時、ジェットについては、トップ事象の選別にジェットの本数を使うのみなので、従来の測定で支配的だったジェット再構成由来の系統誤差は抑制される。結果として、ジェット再構成由来の系統誤差は200 MeV以下と期待通り抑制できていることを示した。また、信号事象モデリング由来の系統誤差の評価については、測定に最も影響する終状態放射モデリング由来の系統誤差の再評価を行った。終状態放射モデリング由来の系統誤差は強い相互作用のモデリングを変化させたサンプルを使用して見積もる。しかし、この変化はボトムクォーク破砕化モデリングには反映されないため、モデリングの変化に重複が起こり、過大評価が生じていた。そこで、ボトムクォーク破砕化モデリングが相対的に変化しないよう調整したサンプルを使用し誤差を評価することで過大評価を抑えた。その結果、この調整をしない時と比較して、終状態放射モデリング由来の系統誤差の評価値を数百MeV削減することに成功した。以上より、構築した手法をLHC第二運転期間中にATLAS実験が取得した全データを使用することにより、本測定は従来の測定とは異なる系統誤差要因を持つトップクォーク質量測定を実現できることを明らかにした。この成果は、日本物理学会2023年春季大会にて報告した。加えて、前年度に引き続きLHC-ATLAS実験の現場であるジュネーヴのCERNに滞在し、ミュー粒子トリガーの安定した運転に貢献した。これは、今後ATLAS実験が取得するデータを加えることで更なる測定精度の向上が見込まれる本測定の将来の発展に役立つ。

在这个财政年度，我们研究了与该测量相关的系统错误之间从检测器响应中得出的系统错误的估计，以及从上一个财政年度指出的信号事件中得出的系统错误评估中的分配。在此测量中，在状态末端存在的三个瘦素的强度分布的形状与最高数量的相关性。目前，对于喷气机，仅使用喷气机的数量来选择顶部事件，因此从常规测量中得出的系统误差将被抑制。结果，从喷气机重建的系统误差小于200 meV，可以按预期抑制。关于从信号事件得出的系统误差的评估，对终端辐射建模得出的系统误差（最影响测量值）得到了重新评估。最终状态辐射建模 - 衍生的系统误差是使用样本来估计的，该样本改变了强相互作用的建模。但是，由于这种变化并未反映在底部夸克粉碎建模中，因此发生建模的变化，导致高估。因此，通过使用调整后的样品来减少高估，以使底部夸克碎的建模不会相对变化。结果，与未进行调整时，从辐射状态结束的系统误差的评估值成功地减少了数百个MEV。从上面可以清楚地看出，可以在LHC第二操作期间使用Atlas实验获得的所有数据来实现此测量，该数据具有最高的Quark质量测量，该测量有不同的系统误差。该结果在2023年春季奥运会的日本体育社会学会报道。此外，他留在了日内瓦的CERN，这是LHC-ATLAS实验的地点，在上一年之后，他导致了稳定的Mujuplied Trigger驾驶。这将有助于未来的测量开发，预计通过添加未来ATLAS实验获得的数据来提高测量准确性。

项目成果

LHC-ATLAS実験におけるJ/ψ中間子を使ったトップクォーク質量測定の系統誤差評価

LHC-ATLAS 实验中使用 J/ψ 介子对顶夸克质量测量进行系统误差评估

• 发表时间: 2023
• 作者: Mio Yamaguchi-Tanaka;Kiyoshi Takagi;Yasuhiro Miki;Ai Sato;Erina Iwabuchi;Minoru Miyashita;Takashi Suzuki.;麻田晴香
• 通讯作者: 麻田晴香