LHCにおける新粒子探索

大型强子对撞机的新粒子搜索

基本信息

批准号：
12J05741
负责人：
山口洋平
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J05741/
关键词：
素粒子実験ヒッグス粒子 LHC ATLAS実験

项目摘要

欧州原子核研究機構(CERN)に滞在しながらLHC-ATLAS実験に参加し、2012年に発見したヒッグス粒子の性質を研究した。ヒッグス粒子は素粒子の質量の起源となり、標準理論で最後に発見された粒子である。そしてLHC加速器は現在稼動している唯一のヒッグス粒子生成装置である。この新粒子の性質を詳細に研究することで、標準理論を完成させ、さらに標準理論を越えて新たな素粒子物理学のパラダイムを構築することを目指した。特にヒッグス粒子が二光子に崩壊するモードを特に解析しており、このモードはヒッグス粒子の発見感度が高いだけでなく、性質測定を進める上で、様々な物理的長所をもつ。特に質量測定においては、現在最も高い精度を実現している。質量測定においては、電磁カロリメータの、光子に対するエネルギースケールの精度が最も大きい系統誤差として寄与する。これを改善するため、Zボソンがレプトン対に崩壊し、終状態輻射として光子を出す事象を用いて、実光子によるエネルギー較正を開発した。また統計手法の改善により、光子の同定効率の系統誤差を半減させ、ヒッグス粒子の結合定数測定の感度を向上させた。解析の結果、信号強度(断面積と崩壊分岐比の積)を21%の精度で、質量を0.6%の精度で測定した。これらの結果は標準理論と無矛盾である。これらの結果から、様々な物理的考察が可能である。例えば標準理論ではヒッグス質量からヒッグスポテンシャルを決定できる。ここから対称性の破れのダイナミクスが見えてくる。これは宇宙初期の物理を解き明かす上で、非常に重要なテーマである。CERNでは多くの海外研究者と活発に議論を交わしており、ヒッグスを研究するグループ内での発表も数多く行った。

在住在欧洲国家核研究所（CERN）的同时，我参加了LHC-ATLAS实验，研究了2012年发现的希格斯颗粒的性质。希格斯颗粒是基本颗粒质量的起源，并且是标准理论中发现的最后一个颗粒。 LHC加速器是当前唯一操作的HIGGS粒子发生器。通过详细研究这些新粒子的特性，我们旨在完成标准理论，并构建超出标准理论的基本粒子物理学的新范式。特别是，我们分析了希格斯颗粒腐烂成两个光子的模式，这不仅对发现希格斯颗粒的敏感性很高，而且在财产测量之前具有各种物理优势。特别是，就质量测量而言，目前达到了最高的精度。在质量测量中，电磁热量表光子的能量量表的精度有助于系统误差。为了改善这一点，使用事件开发了真实的光子能量校准，Z-Boson崩溃成一对，并将光子作为最终状态辐射排放。此外，通过改善统计方法，通过减半来降低光子识别效率的系统误差，并提高了测量HigGS颗粒结合常数的敏感性。分析的结果是，信号强度（横截面面积和衰减分支比的乘积）的精度为21％，质量为0.6％。这些结果与标准理论不一致。这些结果允许各种物理考虑。例如，标准理论可以确定来自希格斯质量的希格斯潜力。从这里揭示了对称性破坏的动力学。这是解决早期宇宙中物理学的一个非常重要的主题。 CERN一直在与许多外国研究人员进行积极讨论，并在研究希格斯的小组中进行了许多演讲。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

LHC-ATLAS実験における二光子への崩壊過程を用いたHiggs粒子の性質測定

LHC-ATLAS 实验中使用双光子衰变过程测量希格斯粒子的特性

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口洋平、田中純一;増渕達也;中村浩二;浅井祥仁
通讯作者：
浅井祥仁

LHC-ATLAS実験における二光子への崩壊過程を用いた新粒子の研究

LHC-ATLAS 实验中利用双光子衰变过程研究新粒子

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
山口洋平;他
通讯作者：
他

Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC

在大型强子对撞机上使用 ATLAS 探测器寻找标准模型希格斯玻色子时观察到的新粒子

DOI：
10.1016/j.physletb.2012.08.020
发表时间：
2012-09-17
期刊：
PHYSICS LETTERS B
影响因子：
4.4
作者：
Aad, G.;Abajyan, T.;Zwalinski, L.
通讯作者：
Zwalinski, L.

Photon calibration check with radiative Z decays

使用辐射 Z 衰变进行光子校准检查

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kiminori Ono;Aki Watanabe;Yoshiya Matsukawa;Yasuhiro Saito;Hideyuki Aoki;Okiteru Fukuda;Takayuki Aoki and Togo Yamaguchi;S. Takemura and K. Yoshimoto;Yohei Yamaguchi
通讯作者：
Yohei Yamaguchi

LHC-ATLAS実験における二光子に崩壊するヒッグス粒子の探索

在 LHC-ATLAS 实验中寻找衰变成两个光子的希格斯玻色子