ATLAS実験における長寿命荷電粒子の探索

在 ATLAS 实验中寻找长寿命带电粒子

基本信息

批准号：
10J09623
负责人：
東裕也
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
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-10J09623/
关键词：
素粒子実験超対称性 LHC ATLAS

项目摘要

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。

2011年，欧洲核研究组织（CERN）的大型质子质子碰撞类型加速器（LHC）与重力中心的7TEV（3.5TEV + 3.5TEV）造成了质子碰撞，并使用ATLAS检测器中的集成亮度获得了4.7FB-1的数据。这项研究探讨了超对称模型预测的长寿命电荷颗粒。特别是，在异常介导的超对称断裂（AMSB）模型中，近代最高的超对称粒子（NLSP）的chargino成为一个长寿命的带电粒子，并在检测器内崩溃。随着夏金诺（Chargino）崩溃成irretrénos和小型带电粒子，该轨道有望创建独特的轨道，这些轨道似乎在途中消失了，因此我们搜索了轨道。在此搜索中，有两个背景：导致检测器内的强子相互作用的轨道，以及一个不良重建的轨道，该轨道被散布并被检测器材料重建。这些背景取决于检测器中的实际材料量，因此使用数据驱动方法使用实际数据估算了背景和信号以正确评估这些方法。结果，在2011年的数据中没有确认信号。因此，AMSB模型中长寿命充电的颗粒受到限制。结果，在寿命为1 ns的点上消除了高达118 GEV的Chargino。这是有史以来最高的灵敏度，超出了LEP2获得的结果（不包括92 GEV质量）。