ＡＴＬＡＳ実験における弱ボソンの弾性散乱を用いた電弱対称性の破れの検証

ATLAS 实验中利用弱玻色子弹性散射验证电弱对称性破缺

基本信息

批准号：
18J12551
负责人：
新田龍海
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12551/
关键词：
電弱対称性の破れ VBS LHC ATLAS ボソンタグ大半径ジェット

项目摘要

Vector Boson Scattering (VBS)断面積のボソン対衝突エネルギー(Ecm)依存性は、電弱対称性の破れの機構によって顕著に変化する。新たな機構に伴う新粒子が直接探索で到達不可能なほど重い場合においても、散乱断面積に顕著な影響を示すことがあるため、その観測により数TeVを超える高エネルギー物理に言及することが可能である。新たな機構が存在した場合、標準模型で予言される断面積からの逸脱が最も顕著なのは、高いEcmを持つ散乱事象である。先行研究として、ATLAS実験におけるボソン対が全てレプトン崩壊する終状態を用いた解析がある。本研究では、ATLAS実験において片方のボソンがハドロニック崩壊、もう片方がレプトニック崩壊する過程（セミレプトニック）をターゲットにした解析を構築し、既出の解析より高いEcmを持つ事象を解析した。平成31年度は、前年度に構築した解析フレームワークを用い、系統誤差を精査し、2.7σの有意度でセミレプトニックVBSを観測した。標準模型の予言に対する観測された反応断面積の比は1.05+-0.2(統計誤差)+0.37-0.34(系統誤差)であり、標準模型と無矛盾であった。本解析で用いた事象選択を考慮した断面積(fiducial cross-section)は45.1+-8.6(統計誤差)+15.9-14.6(系統誤差)と測定された。これらの結果は、セミレプトニック終状態を用いた解析の初構築であり、今後の標準模型の検証に重要な意義を持つ。これらの結果をまとめた論文は学術誌に掲載された(PRD 100, 032007)。

矢量玻色子散射 (VBS) 截面对玻色子对碰撞能量 (Ecm) 的依赖性根据电弱对称性破缺机制而显着变化。即使与新机制相关的新粒子太重而无法通过直接探索到达，它们也可能对散射截面产生重大影响，因此它们的观测可以为深入了解超过几个TeV的高能物理提供可能。。当出现新机制时，具有高 Ecm 的散射事件与标准模型预测的横截面表现出最显着的偏差。作为之前的研究，有一个使用ATLAS实验中所有玻色子对衰变成轻子的最终状态的分析。在这项研究中，我们构建了一种针对 ATLAS 实验中一个玻色子的强子衰变和另一个玻色子（半轻子）的轻子衰变过程的分析，并分析了比以前的分析具有更高 Ecm 的事件。 2019财年，我们利用前一年构建的分析框架来检查系统误差，观察到显着性为2.7σ的半轻子VBS。观察到的反应截面与标准模型预测的比值为1.05+-0.2（统计误差）+0.37-0.34（系统误差），与标准模型一致。考虑到该分析中使用的事件选择，基准横截面被确定为 45.1+-8.6（统计误差）+15.9-14.6（系统误差）。这些结果是使用半轻终态进行分析的首次构建，对标准模型的未来验证具有重要意义。总结这些结果的论文发表在学术期刊上（PRD 100, 032007）。