Wボソン対生成をプローブとした質量起源粒子の探索

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本研究は、唯一LHC-ATLAS実験でのみ取得可能な世界最高エネルギー(7TeV)の衝突データを用いて、質量起源粒子や超対称性粒子などの新物理探索に感度があるトップ(t)・クォークのτ粒子とbクォークへの崩壊事象(t→τυb)の生成断面積測定を目的とする。本年度の成果として下記2点挙げる:(1)終状態にτ粒子及びμ粒子を含むトップクォーク対生成事象の選別手法確立2010年から本格的にデータ収集を開始した全物理データ(35pb^<-1>)を用いて、特に、信号事象の運動学的特徴を元に事象選別の最適化を実施した。その結果、これまでのデータで、全事象選別を通過した24事象の中に、約98%の統計的有意さで、t→τυb信号が含まれることを立証した。この結果は、2011年夏までに取得が期待される500pb^<-1>のデータによって、99.9999%以上の統計的有意さで信号事象の発見が可能であることを示すものである。また、本事象選別による選別効率が4.9%,信号対雑音比(S/N比)が0.7であることを示した。以上は実機性能を忠実に反映させたモンテカルロシミュレーションを元に抽出した結果であるが、事実、これまでに得た実験データは本研究による予想値と誤差の範囲で一致を示す。(2)検出器性能評価を基礎とした本測定の系統誤差の評価輝度(ルミノシティー)測定から生じる誤差が3.2%、信号事象の検出に伴う系統誤差が17%であることを明らかにした。現在の統計量ではトップクォーク対生成事象の選別に用いるbジェットの要求、MCシミュレーションのモデリングが支配的系統誤差であることを示し、前者は今後データが増えることによって向上することが可能であることを明らかにした。