ＡＴＬＡＳ実験におけるＢｓ粒子ミューオン対稀崩壊モードの探索

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Bs粒子のミューオン対崩壊は標準模型では厳しく禁止されている。しかし超対称性模型が予言するスカラートップクォーク（ストップ）など新たな素粒子の寄与があれば崩壊分岐比は理論予測を上回る。したがってこのモードの探索は標準模型を超える物理の指標となる。これまでにLHCb，CMS両実験がこのモードの崩壊分岐比を測定し，標準模型と矛盾の無い結果を報告した。本研究ではこれを受け，ストップの直接探索に移行し引き続き標準模型を超える物理の探索を行った。ストップがbクォークとチャージーノに崩壊するモードを考える。チャージーノと最も軽い超対称性粒子（LSP）の質量差が小さい場合，チャージーノはLSPと解析が難しい低運動量フェルミオン対に三体崩壊する。これに加えてストップとLSPの質量差も小さい場合，観測できる素粒子は全て低運動量となって解析はさらに難しい。そのため，このような信号はこれまであまり探索されていなかった。本研究では信号の特徴として低運動量レプトンを要求することで背景事象を大幅に削減した。さらに事象選別を工夫することで，先行研究と比べて大幅な感度向上を達成した。解析の結果，標準模型の予測を有意に上回る信号は観測されなかった。ここから超対称性粒子の質量に対して制限を与えた。本研究によってこのモードで超対称性粒子の質量差が小さいパラメータ領域を世界で初めて棄却した。結果を学術論文にまとめ発表した。また，Bs粒子の崩壊で生じる低運動量ミューオンを捕える為のトリガーの性能評価を行った。この解析専用の特殊なトリガーを開発し，十分な統計を用いてデータからトリガー検出効率を精密に測定した。結果を学術論文にまとめて発表した。