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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。