ATLAS実験に於けるトップクォーク崩壊粒子のスピン測定による新物理探索

ATLAS 实验中通过顶夸克衰变粒子的自旋测量寻找新物理

• 批准号: 10J06994
• 负责人: 長谷川 慧
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06994/
• 关键词: 素粒子実験; LHC ATLAS実験; トップクォーク; 新物理探索

LHC-ATLAS実験にて、新物理に感度を持つ、トップクォーク対の崩壊事象(ttbar->WbWb-lnublnub)中におけるWボゾンの偏極度を、初めて達成した。測定手法の確立はシミュレーションを用いて昨年度にて完了しており、今年度には(1)2011年度に収集した1/fbのデータを用いた解析(2)b-taggingを利用した解析精度の向上を実現した。(1)これまでに構築したシミュレーション上での測定手法は、実際の検出器の運転状況や性能を把握して初めて意味を持つ。研究計画に沿い、ATLAS検出器のミュー粒子検出器性能を、2011年度に収集したデータを用いZボゾンのミュー粒子対への崩壊事象を用いて評価した。そしてその結果をデータ解析に用いているシミュレーションに反映させることで、初めてATLAS実験装置からの物理測定を可能にした。(2)トップクォーク崩壊過程のWボゾンの偏極度を測るためには、各イベントに二つあるトップクォークそれぞれの崩壊過程を正しく再構成することが重要になる。特に、ボトムクォーク由来の2本のジェットを、複数観測されたジェットから選び出す事が重要になる。Initial State Radiationにて放出されるジェットが高いエネルギーを持つことが分かったためジェットの選別手法に、従来のエネルギーの高さだけではなく、B中間子の飛距離を利用したb-ジェットタギングを取り入れることで、精度向上を達成した。測定結果は理論予測F0=0.687,FL=0.311に対して、F0=0.920±0.095(stat.)±0.104(syst.),FL=0.172±0.172(stat.)±0.072(syst.)と無矛盾であった。(F0,FLはそれぞれWボソンの、運動方向に対するスピン0と左巻きの偏極度を表す。)またトップクォーク対の異なる崩壊過程(ttbar->WbWb->jjblnub)からの測定結果と合わせることで、先行研究であるTevatron実験の測定精度を上回る結果を目指しており、結果の公表に向けて、現在グループ内での承認手続き中である。

在LHC-ATLAS实验中，首次实现了对新物理学敏感的Top-quark Pair衰减事件​​（TTBAR-> wbwb-lnublnub）中W玻璃体的极化。去年使用模拟建立了一种测量方法，今年，（1）使用2011年收集的1/fb数据进行分析，（2）使用B标记来提高分析精度。 （1）迄今为止，在模拟中构建的测量方法仅当您了解实际检测器的工作条件和性能时才有意义。与研究设计一致，使用Z-Boson Muon Pairs的衰减事件收集的数据评估了Atlas检测器的MUON颗粒检测器性能。通过反映用于数据分析的模拟中的结果，可以首次从Atlas实验设备进行物理测量。 （2）为了在顶级衰减过程中测量W实量的极化，在每个事件中正确重建两个顶级夸克的崩溃过程很重要。特别是，重要的是从从多个观察到的喷气机中衍生出的两个喷气机。已经发现，通过初始状态辐射发射的喷气机具有很高的能量，因此通过合并B-JET标记来提高准确性，B-JET标记利用B Meson的距离，不仅是常规的高能水平，在射流选择方法中。测量结果与理论预测F0 = 0.687和FL = 0.311，F0 = 0.920±0.095（STAT。）±0.104（SYST。），FL = 0.172±0.172（STAT。）±0.072（SYST。）。 （F0和FL代表自旋0和左手的极化，分别相对于W Boson的运动方向。）通过将其与测量结果结合起来，来自不同衰减过程（TTBAR-> wbwb-> jjblnub）的测量结果，我们旨在超出批准的结果，以超过批准的结果，以实现tevatron的结果。

项目成果

ATLAS実験におけるttbar→WbWb→lnublnub崩壊事象のWボソン偏極度測定

ATLAS实验中ttbar→WbWb→lnublnub衰变事件的W玻色子偏振测量

• 发表时间: 2012
• 作者: 横田裕輔;纐纈一起;加藤照之;池尻陽子;池尻陽子;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;Yoko IKEJIRI;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;池尻陽子;兼井麻利;Adachi Takeshi;Hayao Ohno;Hayao Ohno;大野速雄;Hayao Ohno;Hayao Ohno;長谷川慧
• 通讯作者: 長谷川慧

ATLAS実験における トップクォーク崩壊事象中のWボソン偏極度測定

ATLAS 实验中顶夸克衰变事件期间 W 玻色子极化的测量

• 发表时间: 2011
• 作者: 横田裕輔;纐纈一起;加藤照之;池尻陽子;池尻陽子;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;Yoko IKEJIRI;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;池尻陽子;兼井麻利;Adachi Takeshi;Hayao Ohno;Hayao Ohno;大野速雄;Hayao Ohno;Hayao Ohno;長谷川慧;長谷川慧;長谷川慧
• 通讯作者: 長谷川慧

ATLAS実験におけるトップクォーク崩壊事象中のWボソン偏極度測定

ATLAS 实验中顶夸克衰变事件期间 W 玻色子极化的测量

• 发表时间: 2011
• 作者: 横田裕輔;纐纈一起;加藤照之;池尻陽子;池尻陽子;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;Yoko IKEJIRI;池尻陽子;Yoko Ikejiri;池尻陽子;池尻陽子;兼井麻利;Adachi Takeshi;Hayao Ohno;Hayao Ohno;大野速雄;Hayao Ohno;Hayao Ohno;長谷川慧;長谷川慧
• 通讯作者: 長谷川慧