ATLAS実験における長寿命荷電粒子の探索

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2011年度においては、欧州原子核研究機構(CERN)の大型陽子陽子衝突型加速器(LHC)において重心系エネルギー7TeV(3.5TeV+3.5TeV)の陽子陽子衝突が行われ、ATLAS検出器においては積算ルミノシティにして4.7fb-1のデータが取得された。本研究は、超対称性模型から予想される、長寿命荷電粒子を探索する研究である。特にAnomaly-Mediated Supersymmetry Breaking(AMSB)模型においてNext-to-Lightest Supersymmetric Particle(NLSP)のcharginoが長寿命荷電粒子となり、検出器内で崩壊する。charginoは検出の出来ないneutralinoと運動量の小さな荷電粒子へと崩壊するため、その飛跡(track)は、途中でhitが消えたかのような特徴的な飛跡を作ることが予想されるため、その飛跡の探索を行う。本探索においては、検出器内でhadron interactionを起こしたtrack及び検出器の物質によって散乱され誤って再構成されたbadly reconstructed trackの2つのバックグラウンドがある。これらバックグラウンドは実際の検出器の物質量等に依存するためこれらを正しく評価できるよう実データを用いたdata-driven法でバックグラウンドおよび信号の見積もりを行った。結果、2011年のデータでは信号は確認されなかった。そこで、AMSB模型における長寿命荷電粒子に制限を得た。結果、寿命が1nsの点において質量が118GeVまでのcharginoを排除された。これは、LEP2で得られた結果(質量92GeVまでのcharginoを排除)を超えて、これまでで最高感度の結果となっている。