ミューオン異常磁気能率が示唆する電弱エネルギースケールの新粒子の探索

介子反常磁效率提示在电弱能尺度上寻找新粒子

基本信息

批准号：
22K03649
负责人：
齋藤智之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ミューオン異常磁気能率の測定結果と素粒子標準模型の予言値との有意なずれは、新しい理論模型を必要とする明確な兆候である。本研究はミューオン異常磁気能率のずれを指標にし、電弱エネルギースケールの超対称性粒子の寄与の解明を目指す。スイスのCERN研究所の陽子陽子衝突型加速器(LHC)において、このずれに直接寄与しうる超対称性粒子を研究対象とする。課題となる莫大な背景事象を独自の手法で解決することで、未探索領域での超対称性粒子の発見に挑戦する。本年度は、超対称性粒子起源の微弱な信号取得を目指し新しいトリガーシステムをLHC-ATLAS実験システムに導入した。年度始めから試運転を集中的に行い、フロントエンドエレクトロニクスからの疑似信号を駆使したトリガー信号のタイミング調節を行った。トリガー信号の高速転送時のデータ損失をできる限り防ぐために、6.25 nsの精度でのタイミング微調節まで行った。次に宇宙線信号を利用した試運転に取り組みシステムを仕上げた。さらにLHC加速器側の試運転中に行った低エネルギービーム衝突において、正しくトリガー信号を生成できることが最終的に確認できた。7月に開始した陽子ビーム衝突エネルギー13.6 TeVのRun-3本実験開始時から新しいトリガーシステムを用いた信号収集に成功した。この成果を現在論文にまとめている。また収集したデータの解析時に使用する微弱信号検出アルゴリズムの構築にも取り組んだ。深層学習を駆使し多種類の検出器信号を統合的かつ補完的にに用いることで、従来は検出できなかった信号を莫大な背景事象の中から効率よく見つけ出す手法の開発に成功した。

MUON异常磁效率的测量值与基本粒子标准模型的预测值之间的显着偏差表明需要新的理论模型。这项研究使用异常的磁磁效率的偏差作为指数，旨在阐明超对称颗粒在Electroweak能量量表上的贡献。研究的主题是研究可以直接导致瑞士CERN Institute Proton-Proton碰撞加速器（LHC）中这种偏差的超对称颗粒。通过使用独特的方法解决巨大的背景事件的巨大挑战，我们将挑战自己在未开发的区域中发现超对称颗粒。今年，我们在LHC-ATLAS实验系统中引入了一个新的触发系统，旨在从超对称颗粒中获取弱信号。从财政年度开始，进行了试验，并使用前端电子设备的伪信号对触发信号进行了调整。为了尽可能防止在触发信号的高速传输下进行数据丢失，我们甚至以6.25 ns的精度对定时进行了很好的调整。接下来，我们使用宇宙射线信号进行了试运行，并完成了系统。此外，最终证实了触发信号可以在LHC加速器的测试操作过程中正确生成的低能梁碰撞。从7月开始的13.6 TEV的Run-3实验开始，我们成功地使用了新的触发系统收集了信号。目前，该发现是在论文中编译的。他还致力于构建一种弱信号检测算法，以分析收集的数据时使用。通过使用深度学习来整合和互补的各种检测器信号，我们成功地开发了一种方法来有效地找到以前未从大量背景事件中发现的信号。