ATLAS実験におけるダークフォトン探索

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素粒子の標準模型を拡張するモデルはいくつも提唱されているが、その中でもMSSM(最小超対称標準模型)と呼ばれるモデルから予測される様々な物理現象は、多角的に検証されてきた。例えば、最小超対称標準模型では５種類のヒッグス 粒子の存在が予言され、その内の一つである荷電ヒッグス粒子が媒介することで、未だ観測されていない荷電レプトンフレーバーを破るウィークボソン散乱過程が観測可能な感度まで向上することが予想されいている。欧州原子核研究機構CERNにあるLHC加速器ATLAS実験は、多くのWボゾンを生成できるために最も感度の高い測定ができると期待でき、2018年までに取得された140/fbのデータを用いることで、最小超対称標準模型に基づいたレプトンフレーバー非保存プロセス事象の探索に取り組んでいる。モンテカルロを用いた背景事象の見積もりや信号との分離に加え、多変量解析を用いた感度の向上を試み、最適な解析法の検討を進めた。その結果、従来の解析法と比べて約2倍の探索精度があることを示した。また、今後も継続してATLAS検出器を運用するために、LHC加速器シャットダウン中に、ATLAS検出器最内層の飛跡検出器におけるセンサーの空乏化電圧やノイズ量の推移から放射線損傷の程度を評価することに努めた。TCADシミュレーションを用いた検証では、センサーの損傷が与える電流やノイズへの影響についての定性的な理解を深めた。現在まで取得されたデータの再現や、より定量的な評価については課題が残っているが、2022年度から再開されるデータ収集でも継続して運用できる見通しを示すことができた。