トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子の探索とトップクォーク湯川結合の測定

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本研究は、欧州原子核研究機構(CERN)の陽子衝突型加速器LHCのATLAS検出器によって取得するデータを用いて、トップクォーク対と随伴生成されるヒッグス粒子(ttH生成モード)を発見し、トップクォークとヒッグス粒子の結合定数(トップ湯川結合定数)を測定することが目的である。検出器運転に関しては、昨年度まで取り組んでいた業務引き継ぎを行うとともに、今年度で一新されたソフトウェア環境への移行作業にも取り組んだ。昨年度までの2年間で、データ取得システムの責任分担を主とし、ATLAS検出器の運転に従事することで重心系エネルギー13TeVで約36.1 fb-1の統計量のデータを取得した。今年度はそれらのデータを用いて、新たに考案した研究手法の詳細な評価を通じてその解析手法を確立させた。さらに、この手法で定義した各解析領域で多変量解析の最適化・フィッティングの妥当性評価を行うことで、最終結果を公表するに至った。観測されたttH生成は背景事象から1.4σの超過であった。当初の推定よりも背景事象の不定性が高く３σの信号量有意度は達しなかったが、従来よりも優れた解析方法を確立できた。これらの結果をまとめた論文は、来年度前半には出版される予定である。ヒッグスの他の崩壊モードと統合した結果は、背景事象のみと仮定した場合からは4.2σの超過となり、ATLASとして初めてttH生成の証拠を示すことに成功した。この結果をもとにトップ湯川結合の直接測定を行い、標準模型と一致する結果を得た。本研究の解析や検出器運転のグループを代表して成果・進捗を報告したことに加え、広く国際学会でATLASの代表として成果を報告する機会も多く、研究成果を広く発信することができた。