高エネルギー陽子反陽子衝突によるヒッグス粒子の探索

通过高能质子-反质子碰撞寻找希格斯玻色子

基本信息

批准号：
14046203
负责人：
金信弘
金额：
$ 125.5万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

「陽子反陽子衝突実験によるヒッグス粒子の探索(計画研究AO1)」では,米国フェルミ国立加速器研究所の陽子・反陽子衝突型加速器テバトロンおよびCDF検出器を用い,世界最大の重心系エネルギー2TeVでの陽子・反陽子衝突によって生じる事象の性質を調べることによって,素粒子物理研究を行う。2001年春より本実験が開始され,現在データ収集とそれに並行した物理解析が行われている。この間に12名の大学院生がこの研究で博士号を取得した。ヒッグス粒子の間接探索としては,トップクォーク質量とWボソン質量の精密測定が行われており,これによってヒッグス粒子の質量が間接的に測定できる。2005年度にこれまでの約4倍のデータを解析して,しかもWボソンが2ジェットに崩壊する質量分布を用いて系統誤差を小さくして,トップクォーク質量を測定した。その結果,世界平均値よりも精度の高いトップクォークの質量173.5+2.7/-2.6(統計)±3.0(系統)GeV/c^2が得られた。この結果は2005年春に,米国フェルミ国立加速器研究所と高エネルギー加速器研究機構のインターネット・ニュースでも報道された。この測定結果とこれまでに測られているWボソンの質量を用いて,ヒッグス粒子の質量は91+45/-32GeV/c^2となり,質量上限値として186GeV/c^2が得られた。この上限値は2004年春時点でのヒッグス質量上限値251GeV/c^2を大幅に下げる結果となった。この研究に関する博士論文1編には、『2004年度筑波大学学長表彰』が与えられた。ほぼ同様のトップクォークの質量測定結果は力学的最尤法(Dynamical Likelihood Method)を用いた解析でも得られた。直接ヒッグス粒子探索を行った結果、軽いヒッグス粒子(M_<Higgs>=120GeV/c^2)についてはWH随伴生成のチャンネルでヒッグスがボトムクォーク対に崩壊するモードで探索した結果、生成断面積上限として4.5pbを得ており、重いヒッグス粒子(M_<Higgs>=160GeV/c^2)についてはヒッグス直接生成のチャンネルでヒッグスがWボソン対に崩壊するモードで探索した結果、生成断面積上限として3.2pbを得ており、さらに高統計のデータを得ることが待たれる。以上の物理解析の結果、ヒッグス粒子の質量の範囲を大きく狭めることに成功した。ヒッグス粒子直接探索についても、いくつかのチャンネルについて包括的に解析研究が行われて結果が出ている。今後4年間で現在までに解析したデータの20倍の高統計のデータを得る予定なので,その全データを用いての探索結果が期待できる。

在“通过质子抗脂子碰撞实验（程序研究AO1）搜索希格斯的颗粒”中，我们使用Proton-antiproton colloton colloton colloton colloton-antiproton-antiproton-collition type typerator contuntor contuntor cdeclorator cdfron和cdf Detectors cdf detectors and CDF Detector and CDF Detector and CDF Detector and Cdeclortor proton-antipity Centre collisions proton-Antiproton碰撞引起的事件的特性进行了粒子物理研究。该实验始于2001年春季，目前正在进行数据收集和物理分析。在此期间，有12名研究生在这项研究中完成了博士学位。进行间接搜索HigGS颗粒，进行顶级夸克质量和W-boson质量的精确度量，这允许间接测量Higgs颗粒的质量。在2005年，我们分析了到目前为止数据的四倍，此外，使用质量分布，W型玻璃体崩溃成两个喷气机，我们减少了系统的误差并测量了顶部的夸克质量。结果显示，顶部夸克质量为173.5+2.7/-2.6（统计）±3.0（合成）GEV/C^2，比世界平均水平更准确。美国费米国家加速器研究所和高能量加速器研究所在2005年春季还报告了该结果。使用此测量结果和迄今为止测得的W实量的质量，Higgs颗粒的质量为91+45/-32 GEV/C^2，质量的上限为186 GEV/C^2。截至2004年春季，该上限显着降低了Higgs质量的上限，降低了251 GEV/C^2。这项研究的一项博士学位论文获得了2004年的Tsukuba大学表彰。使用动态可能性方法分析获得了几乎相似的夸克质量测量结果。由于直接希格斯粒子搜索，搜索光希格斯颗粒（m_ <higgs> = 120GEV/c^2）以一种模式搜索，在这种模式下，希格斯在与WH相关的生成通道中折叠成Quark对的底部，并且获得了横截面的上限，并获得了跨度的跨度跨度，并获得了跨度的跨度越界，并且具有跨度跨度的覆盖范围，并且具有跨度跨度的覆盖范围。并获得了生成横截面区域的上限，并获得了发电的横截面区域的上限，并获得了发电的横截面区域的上限，并获得了发电的横截面面积的上限，并预计也预期了较高的统计数据。由于上述物理分析，我们成功地显着缩小了希格斯颗粒的质量范围。该结果也已在多个通道上进行了全面研究，以进行直接HIGGS粒子搜索。在接下来的四年中，我们计划获得迄今已分析的最高统计数据的20倍，因此我们可以期望使用所有数据搜索结果。