A test on quantum entanglement with Bell inequality violation detection at ultimately high energy collisions at LHC

本研究で新たに考案した、陽子・陽子散乱反応からのB中間子を用いたベル不等式の検証実験で重要となるのは測定効率である。より堅牢な検証とするためにはATLAS実験ではこれまで行えなかった低い横運動量領域まで、ミュー粒子測定、D*粒子崩壊測定を改良する新規開発が必要となる。本年度は、まずはミュー粒子測定効率を制限しているハードウェアトリガーの改良に成功した。横運動量しきい値を下げたトリガー論理をFPGA回路上で対応表として開発し、実機に導入した。本年度から開始されたLHC第3期 (Run3) 運転において実際に運用してデータ取得に成功した。新ハードウェアによるトリガーを立ち上げ、コミッショニング・運転をするために本研究協力者の辻川をCERN研究所に派遣した。D*粒子は内部飛跡検出器による飛跡情報を用いて測定する。本研究代表者の長野がCERN研究所に渡航して、飛跡検出器トリガーの立ち上げに従事し、Run3において実データを高効率で取得することに成功した。また、本研究分担者の田窪がCERN研究所に滞在して、飛跡検出器のうちピクセル検出器の立ち上げ・運転に従事し、Run3で取得されたデータをすぐさま検証した。以上のように、改良したミューオントリガー、高効率の飛跡検出でRun3運転を正常に立ち上げてデータ取得、と当初の計画どおりの成果を上げることができた。また、飛跡情報からD*粒子崩壊を再構成するオフラインでのデータ解析手法については、まずは比較的高い運動量領域における再構成手法を確立することに成功した。データ解析サーバ用にMac Studioを購入し、高エネルギー加速器研究機構に設置した。研究結果について、国際会議２件、日本物理学会１件、研究会１件（招待講演）にて、講演を行った。

本研究で新たに考案した、陽子・陽子散乱反応からのB中間子を用いたベル不等式の検証実験で重要となるのは測定効率である。より堅牢な検証とするためにはATLAS実験ではこれまで行えなかった低い横運動量領域まで、ミュー粒子測定、D*粒子崩壊測定を改良する新規開発が必要となる。本年度は、まずはミュー粒子測定効率を制限しているハードウェアトリガーの改良に成功した。横運動量しきい値を下げたトリガー論理をFPGA回路上で対応表として開発し、実機に導入した。本年度から開始されたLHC第3期 (Run3) 運転において実際に運用してデータ取得に成功した。新ハードウェアによるトリガーを立ち上げ、コミッショニング・運転をするために本研究協力者の辻川をCERN研究所に派遣した。D*粒子は内部飛跡検出器による飛跡情報を用いて測定する。本研究代表者の長野がCERN研究所に渡航して、飛跡検出器トリガーの立ち上げに従事し、Run3において実データを高効率で取得することに成功した。また、本研究分担者の田窪がCERN研究所に滞在して、飛跡検出器のうちピクセル検出器の立ち上げ・運転に従事し、Run3で取得されたデータをすぐさま検証した。以上のように、改良したミューオントリガー、高効率の飛跡検出でRun3運転を正常に立ち上げてデータ取得、と当初の計画どおりの成果を上げることができた。また、飛跡情報からD*粒子崩壊を再構成するオフラインでのデータ解析手法については、まずは比較的高い運動量領域における再構成手法を確立することに成功した。データ解析サーバ用にMac Studioを購入し、高エネルギー加速器研究機構に設置した。研究結果について、国際会議２件、日本物理学会１件、研究会１件（招待講演）にて、講演を行った。