LHC加速器とATLAS検出器を用いた標準理論を超えるモノジェット事象の探索

使用 LHC 加速器和 ATLAS 探测器搜索超出标准理论的单喷事件

基本信息

批准号：
12J10055
负责人：
風間慎吾
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10055/
关键词：
超対称性 LHC ATLAS 余剰次元

项目摘要

ヒッグス粒子が発見され、遂に標準理論は完成した。しかし、標準理論の枠組みではヒッグス粒子の質量は輻射補正を受け2次発散するため、この発見自体がヒッグス質量を安定化する新しい物理の存在を強く示唆している。超対称性理論はこれを説明する最も有望な理論であり、申請者は、LHC-ATLAS実験に参加し、特に、超対称性の破れが超共形不変性の量子異常の効果により起こる模型(AMSB模型)の検証を行った。AMSB模型では、最軽量ニュートラリーノとチャージーノの質量が非常に縮退し、チャージーノは長寿命(～0.2ns, cτ～6cm)となる。チャージーノは、運動量の低い荷電パイオンと検出器と相互作用しないニュートラリーノに崩壊するため、ATLAS実験の内部飛跡検出器では途中からヒットが無く、消失したかの様な飛跡として観測され、非常に特徴的な信号を形成する。申請者は、チャージーノの発見に向けて二つの大きな改善を行った。一つ目は、チャージーノ事象のトリガー効率の向上、二つ目は、チャージーノの飛跡再構成効率の向上である。ジェットと消失運動量の角度相関を用いたトポロジカルなトリガーの開発を行い、オンラインでのQCD事象の選択的な排除に成功し、約3倍高いトリガー効率を達成することに成功した。飛跡再構成効率の改善のためには、よりビーム衝突点に近い検出器を用いた、ヒット数の少ない新しい飛跡再構成方法の開発を行った。その結果、チャージーノの飛跡再構成効率として、従来よりも約0 (10-100)倍高い効率を達成する事に成功した。これら二つの改善点により、従来よりも約100倍高いのシグナル効率を達成する事が可能となり、LHCにおけるチャージーノ探索の基盤を形成した。残念ながら、チャージーノの発見には至らなかったが、AMSB模型に対する制限を計算した結果、95%の信頼度で質量が270GeV以下のチャージーノを棄却し、これまでの加速器実験の制限を約200GeV超えた、世界で最も厳しい制限を与えることに成功した。

随着希格斯玻色子的发现，标准模型最终完成。然而，在标准模型的框架中，希格斯玻色子的质量经过辐射校正并变得二阶发散，因此这一发现本身强烈表明存在一种稳定希格斯质量的新物理。超对称理论是最有希望解释这一点的理论，申请人正在参与LHC-ATLAS实验，特别验证了由于超共形不变量子异常效应而发生超对称破缺的模型（AMSB模型）。在AMSB模型中，最轻的中性子和电荷子的质量极其简并，电荷子的寿命很长（~0.2ns，cτ~6cm）。电荷衰变成具有低动量的带电π介子和不与探测器相互作用的中性子，因此ATLAS实验的内部径迹探测器显示没有来自中间的撞击，并且径迹似乎已经消失，这使其成为信号的一个非常独特的特征。。申请人对查吉诺的发现做出了两项重大改进。一是提高Chargeno事件的触发效率，二是提高Chargeno轨迹重建的效率。我们利用射流和耗散动量之间的角度相关性开发了一种拓扑触发器，并成功地选择性地在线消除了 QCD 事件，实现了大约三倍的触发效率。为了提高航迹重建效率，我们开发了一种新的航迹重建方法，该方法使用距离光束撞击点更近、命中次数更少的探测器。结果，我们成功实现了 Chargino 的轨迹重建效率，比传统方法高约 0（10-100）倍。这两项改进使得信号效率比以前提高了约 100 倍，并构成了大型强子对撞机 Chargeno 搜索的基础。不幸的是，我们没能发现 Chargino，但通过计算 AMSB 模型的极限，我们以 95% 的置信度拒绝了质量小于 270 GeV 的 Chargino，这超出了之前加速器实验的极限约 200 GeV，成功实施了世界上最严格的限制。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

LHC-ATLAS実験における長寿命荷電超対称性粒子の探索

在 LHC-ATLAS 实验中寻找长寿命带电超对称粒子

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;岡村健太郎;風間慎吾;風間慎吾
通讯作者：
風間慎吾

Search for direct chargino production in anomaly-mediated supersymmetry breaking models based on a disappearing-track signature, in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS detector at the LHC

在基于消失轨道特征的异常介导的超对称破缺模型中，在 sqrt(s)=7 TeV 与大型强子对撞机 (LHC) 的 ATLAS 探测器的 pp 碰撞中，搜索直接电荷产生

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
ATLAS-C0NF-2012-111
影响因子：
0
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration
通讯作者：
The ATLAS Collaboration

Search for SUSY in events with resonances, R-parity violation, long-lived particles in ATLAS

在 ATLAS 中搜索共振、R 宇称违规、长寿命粒子事件中的 SUSY

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;岡村健太郎;風間慎吾;風間慎吾;Kentaro Okamura;Shingo Kazama
通讯作者：
Shingo Kazama

Search for dark matter candidates and large extra dimensions in events with a jet and missing transverse momentum with the ATLAS detector

DOI：
10.1007/jhep04(2013)075
发表时间：
2013-04-01
期刊：
JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS
影响因子：
5.4
作者：
Aad, G.;Abajyan, T.;Zwalinski, L.
通讯作者：
Zwalinski, L.

Search for charginos nearly mass degenerate with the lightes t neutralino based on a isappearing-track signature in pp c ollisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector

使用 ATLAS 探测器，基于 √s = 8 TeV 的 pp 碰撞中出现的轨迹特征，搜索具有最轻 t 中性子的几乎质量简并的电荷

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration
通讯作者：
ATLAS Collaboration

DOI：
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歴史にみる震災

历史上的地震

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;岡村健太郎;風間慎吾;風間慎吾;Kentaro Okamura;Shingo Kazama;国立歴史民俗博物館(分担執筆)
通讯作者：
国立歴史民俗博物館(分担執筆)

Public/Private Infrastructure of Sanriku Coastal Area -a Case of Urban History in Ootsuchi Iwate Frequently Hit by Tsunamis-

三陆海岸地区的公私基础设施 -以海啸频发的大槌岩手县的城市史为例-

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
堤亮祐;浦口大輔;大井貴史;ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;The ATLAS Collaboration;岡村健太郎;風間慎吾;風間慎吾;Kentaro Okamura
通讯作者：
Kentaro Okamura