ＬＨＣ－ＡＴＬＡＳ実験におけるヒッグス粒子対生成事象を用いた新物理探索

在 LHC-ATLAS 实验中利用希格斯粒子对产生事件寻找新物理

基本信息

批准号：
18J15246
负责人：
佐野祐太
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J15246/
关键词：
ヒッグス対生成事象素粒子実験 VBF過程 LHC-ATLAS実験

项目摘要

本研究は、LHC－ATLAS実験で2016年から2018年までに取得された積分ルミノシティ126 /fb、重心系エネルギー13 TeVの陽子陽子衝突データを用いて、軽いクォークによるジェット(j)が2つ付随する弱ボゾン(V)融合過程を通じてヒッグス粒子(h)対が生成し、2つのヒッグス粒子がともに最も崩壊分岐比が大きいボトム(b)クォーク対に崩壊するpp->VVjj->hhjj->bbbbjj過程の探索を行った。この生成過程では、Two Higgs Doublet Model (2HDM)で今までとは異なるパラメータ領域と、今まで全くアクセスできていなかった2つの弱ボゾンと2つのヒッグス粒子との4点結合定数（k2v、標準模型の予想値はk2v=1）に感度がある。今年度は、昨年度に決定した信号領域で実データと背景事象見積もり結果の比較を行い、新物理事象による背景事象からの超過を統計処理により求めた。本解析の結果、信号領域での事象数は標準模型の予想背景事象数と無矛盾であり、本解析で用いた陽子陽子衝突事象の中ではヒッグス粒子対生成事象の存在は有意に確認されなかった。この結果から、95%の統計的信頼度で、260 GeVから1000 GeVまでの質量領域でのヒッグス粒子対に崩壊する新しい共鳴粒子の生成断面積の上限値を導出し、2HDMのtanβ=2.0、sin(β－α)=0.6、質量666.9 GeV以上の重い中性ヒッグス粒子を棄却した。また、標準模型でのヒッグス粒子対生成断面積の上限値が95%の統計的信頼度で1450 fbである事を示し、4点結合定数k2v < -0.58, 2.89 < k2vの領域を棄却した。

This study used proton collision data of integral luminosity 126/fb and centroid 13 TeV obtained in the LHC-ATLAS experiment from 2016 to 2018, and a centroid of gravity energy of 13 TeV, to search for the pp->VVjj->hhjj->bbbbjj->bbbbjj process in which two light quark jets (j) were generated through a weak boson (V)融合过程中，两个希格斯颗粒都腐烂到底部（b）夸克对，具有最高的衰减分支比。在这一代过程中，两个HIGGS双重模型（2HDM）对一个与以前不同的参数区域敏感，并且两个弱玻色子的两个四点耦合常数（K2V，标准模型的期望值为K2V = 1），两个较低的HIGGS颗粒先前无法访问。今年，我们比较了去年确定的信号区域的实际数据和背景事件估计结果，并使用统计处理来确定新物理事件引起的背景事件的多余。通过此分析，信号域中的事件数量与标准模型的预测背景事件计数一致，并且在此分析中使用的质子 - 普罗顿碰撞事件中，HIGGS粒子配对事件的存在并未得到显着确认。 From this result, we derived the upper limit of the formation cross-sectional area of new resonant particles that decay into Higgs particle pairs in the mass region of 260 GeV to 1000 GeV with a statistical reliability of 95%, and rejected heavy neutral Higgs particles with a mass of 2HDM of tanβ=2.0, sin(β-α)=0.6, and mass of 666.9 GeV or higher.此外，标准模型中希格斯粒子对形成横截面区域的上限为1450 fb，统计可靠性为95％，并且拒绝了具有4点耦合常数k2v <-0.58，2.89 <k2v的区域。