史上最高エネルギー加速器と低運動量パイオン飛跡で測る暗黒物質の長寿命

縮退した質量階層を持つ電弱ゲージーノ(超対称性粒子)の崩壊では、低運動量のパイオン由来の飛跡が生成される。特に質量差が 0.3 - 1.0 GeV の領域では、チャージーノが長い寿命を持つため、衝突点と飛跡の距離が数mmとなるような飛跡を要求することで背景事象との分離が可能となる。当該年度は、シミュレーションサンプルを用いて本研究における背景事象の理解を進めた。ストレンジハドロンやタウ粒子の寿命は比較的長寿命となるため、これらの粒子の崩壊由来の飛跡が本解析における主な背景事象となることが確認された。ジェット中のハドロンの組成はモンテカルロシミュレーションで正確に再現することは難しいため、ハドロン崩壊由来の事象をシミュレーションのみで見積もることは困難である。そこで、ハドロンの崩壊由来の背景事象が支配的となる領域を定義することで実データを用いて見積もり、手法が妥当であるかを実データで確認した。タウ粒子の崩壊で生成されるレプトンおよびハドロンは共に衝突点と飛跡の距離が数mmとなるような飛跡を残すため、本研究における背景事象となる。シミュレーションサンプルの事象数にかけるべき補正係数を求めるため、各崩壊モードに対して領域を定義した。補正係数は信号領域に対して高い横運動量の領域で求めたものであるため、低い運動量への外挿が妥当であるかはトップ粒子の崩壊で生成されるタウ粒子を用いて確認した。本研究はミラノ大学とペンシルバニア大学との共同研究であり、欧州原子核研究機構で背景事象の見積もり手法について議論を進めながらそれぞれが開発した手法を統合し、信号領域における背景事象数の見積りを完了させた。

縮退した質量階層を持つ電弱ゲージーノ(超対称性粒子)の崩壊では、低運動量のパイオン由来の飛跡が生成される。特に質量差が 0.3 - 1.0 GeV の領域では、チャージーノが長い寿命を持つため、衝突点と飛跡の距離が数mmとなるような飛跡を要求することで背景事象との分離が可能となる。当該年度は、シミュレーションサンプルを用いて本研究における背景事象の理解を進めた。ストレンジハドロンやタウ粒子の寿命は比較的長寿命となるため、これらの粒子の崩壊由来の飛跡が本解析における主な背景事象となることが確認された。ジェット中のハドロンの組成はモンテカルロシミュレーションで正確に再現することは難しいため、ハドロン崩壊由来の事象をシミュレーションのみで見積もることは困難である。そこで、ハドロンの崩壊由来の背景事象が支配的となる領域を定義することで実データを用いて見積もり、手法が妥当であるかを実データで確認した。タウ粒子の崩壊で生成されるレプトンおよびハドロンは共に衝突点と飛跡の距離が数mmとなるような飛跡を残すため、本研究における背景事象となる。シミュレーションサンプルの事象数にかけるべき補正係数を求めるため、各崩壊モードに対して領域を定義した。補正係数は信号領域に対して高い横運動量の領域で求めたものであるため、低い運動量への外挿が妥当であるかはトップ粒子の崩壊で生成されるタウ粒子を用いて確認した。本研究はミラノ大学とペンシルバニア大学との共同研究であり、欧州原子核研究機構で背景事象の見積もり手法について議論を進めながらそれぞれが開発した手法を統合し、信号領域における背景事象数の見積りを完了させた。