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題目(和文)

LHC-ATLAS実験の重心系8TeV陽子陽子衝突における3つのレプトンと消失エネルギーを終状態に含むチャージーノ・ ニュートラリーノ直接生成事象の探索

Title(English)

Search for direct production of charginos and neutralinos in final stateswith three leptons and missing transverse momentum in proton-proton
collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector

著者(和文)

永井遼

Author(English)

Ryo Nagai

出典(和文)

学位:博士（理学）,学位授与機関:東京工業大学,
報告番号:甲第9950号,授与年月日:2015年9月25日,
学位の種別:課程博士,
審査員:陣内 修,久世 正弘,柴田利明,河合誠之,伊藤Citation(English)

Degree:,Conferring organization: Tokyo Institute of Technology,
Report number:甲第9950号,
Conferred date:2015/9/25,
Degree Type:Course doctor,Examiner:,,,,

学位種別(和文)

博士論文

Category(English)

Doctoral Thesis

種別(和文)

審査の要旨

Type(English)

Exam Summary

Powered by T2R2 (Tokyo Institute Research Repository)

克司

（博士課程）論文審査の要旨及び審査員	 
報告番号	 

甲第	 	 	 氏主査	 号	 名	 

学位申請者氏名	 

職

名	 	 

永井	  遼	 
氏

名	 

職

名	 

陣内	 修	 

准教授	 伊藤	 克司	 教授	 

久世	 正弘	 准教授	 	 	 柴田	 利明	 教授	 	 	 河合	 誠之	 教授	 	 	 論文審査	 
審 査 員	 

審査員	 審査員	 	 論文審査の要旨（2000 字程度）	 	  素粒子の標準模型はこれまで高い精度で確認されてきた。2012 年の CERN でのヒッグス粒子発見は、標準模型最後の未知粒子が観測されたこととして、標準模型の実験的な完成を意味する。しかし標準模型には幾つかの課題が残されている。例えば、標準模型のエネルギースケールがプランクスケールと 10^17 も異なること、暗黒物質の問題、ミューオンの異常磁気モーメントの予測と実験結果のズレなどが挙げられる。これを解決する物理模型として超対称性(SUSY)がある。SUSY は TeV 領域に存在すると予想され、高エネルギー加速器実験がカバーできるエネルギー領域である。これまで、LEP,	 Tevatron,	 LHC と加速器を増強しつつ、SUSY の探索が行われてきたが、その兆候は未だ見つかっていない。	 	  こうした中で本研究では LHC-ATLAS 実験において 3 つのレプトン(e	 or	 µ	 or	 tau)と消失エネルギーに崩壊する電弱相互作用 SUSY 直接生成事象の探索を行った。電弱相互作用をする SUSY は LHC での生成断面積が小さいが、暗黒物質の証拠として、また、ミューオン異常磁気モーメントに直接作用する。本研究ではタウ粒子を含めた 3 つのレプトンを検出し、運動学的情報を再構成することで検出感度を最大化する工夫を施した。誤同定確率を利用する、データを用いた誤同定事象評価法を用いることで、背景事象予測誤差を 30%程度に抑える探索を実現した。	 	  本論文は	 ‘Search	 for	 direct	 production	 of	 charginos	 and	 neutralinos in	 final	 states	 with	 three	 
leptons	 and	 missing	 transverse	 momentum	 in	 proton-proton	 collisions	 at	 √s	 =	 8	 TeV	 with	 the	 ATLAS	 
detector’	 と題し、全 10 章と付録から構成されている。	 	  第１章「Introduction」では、本研究に至るまでの理論的および実験的背景を示し、これまでに行われた実験による探索のレビューを与えている。	 	  第２章「LHC-ATLAS	 Experiment」では、本研究で用いた加速器および検出器の概要について示した。	 	  第３章「Particle	 Reconstruction」では、各検出器で検出された信号を検出粒子として再構成する仕組み、較正条件、選択条件について、本研究で用いる粒子について丹念に述べている。	 	  第４章「Data	 and	 Simulation	 Samples」では、本研究で用いたシミュレーションサンプルの概要とデータ取得の方法及びそのデータ量について概要を与えている。	 	  第５章「Signal	 Region	 Optimisation」では、ターゲットとしている現象について最大感度で観測できるような運動学的選択条件について、各選択条件による各背景事象、信号事象の振る舞いを報告している。	 	  第６章「Background	 Estimation」では、シミュレーションおよびデータを用いた背景事象評価の方法について概説している。特に、データを用いる背景事象評価法は本研究に特化したものを用いており、その原理的な解説とパフォーマンスについて述べている。	 	  第７章「Uncertainties」では、前章までの評価法による誤差を体系的に評価している。特にデータを用いた背景事象評価法の誤差を精査しており、全体としておよそ 30%程度になることが示されている。	 	  第８章「Validation	 of	 Background	 Modeling」では以上の方法を信号領域と近い別の運動学的領域でデータと比較した結果を示しており、基本的に誤差の範囲内で一致することを確認している。	 	  第９章「Results	 and	 Interpretation」では本解析で得られた信号領域における観測量を示し、ここから導かれる SUSY の制限について言及している。また、本研究から得られた結果を暗黒物質およびミューオン異常磁気モーメントのズレという観点から考察し、理論的に予言されている範囲にまで制限が伸びてきたことを示した。	 	  第 10 章で本研究をまとめ、本研究の背景事象評価法が巧く働き、結果として制限領域が拡大したことを示した。付録では、使用したシミュレーションサンプルの概要について述べている。	 	  以上、本論文では LHC-ATLAS 実験において SUSY を探索することを目標とし、これまでの探索から大幅に改善した方法を用いることで感度を向上したということを報告している。本論文は申請者の優れた研究能力と分野への貢献を示すものであり、博士（理学）として高い価値があるものと認められる。	 
注意：「論文審査の要旨及び審査員」は、東工大リサーチリポジトリ（T2R2）にてインターネット公表されますので、公表可能な範囲の内容で作成してください。