標準理論を超えた新しい素粒子現象の探索(LHC/ATLAS実験と小型実験)

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素粒子標準模型は極めて広いエネルギースケールの現象を扱う強力な枠組みであるが、ダークマターやナチュラルネス問題など説明できない現象が存在している。申請者は標準理論を超えた素粒子現象を、LHC/ATLAS実験による高エネルギーフロンティアと、非加速器実験による精密測定の両面から探索することを目指している。【LHC/ATLAS実験における超対称性理論の検証】標準理論を越える物理理論として、超対称性(SUSY)理論が有望であり、ジュネーブ郊外に建設された世界最高エネルギーの衝突型加速器であるLHCによる発見が期待される。平成23年度は、LHCで5fb-1のデータが蓄積された。このデータを用いてSUSY粒子の探索を行った。SUSY模型のなかでも、Gauge Mediated SUSY breaking (GMSB) modelは、リヒーティング問題やフレーバー問題の観点から望ましい。この模型では高い運動量を持ったタウ粒子が多く生成される為、タウ粒子IDの最適化を行った。また、粒子の軌跡をベースにしてレプトン・フレーバーを区別しないコンバインド・シグニチャー(Isolated track)を用いてアクセプタンスを向上させる研究を行い、よりシグナル検出効率を高める条件を見出した。また、SUSY粒子を発見するには、バックグラウンドの理解が不可欠である。カロリメータ検出器の不感領域の影響を評価し、消失運動量に与える影響を押さえるCUTの研究、および粒子の軌跡情報から不感領域で失われたエネルギーを推定する研究を行った。また、モンテカルロでの評価が困難なQCDプロセス由来のバックグラウンドをデータから評価する方法の改善を試み、ランダムに選んだQCDジェットを用いた評価方法の開発を行った。これらの結果をまとめて論文を出すことを目指している。