II．素粒子実験グループ
教 授
准教授
講 師
助 教
研究員
特命教授
教 授
教 授
准教授
大学院生
学群 4 年次生

受川 史彦
武内 勇司，原 和彦
佐藤 構二
飯田 崇史，大川 英希
武政 健一
金 信弘
Soo-Bong KIM （海外教育研究ユニット招致）
吉田 拓生 （クロスアポイントメント教員）
池上 陽一 （クロスアポイントメント教員）
10 名
6名

素粒子実験グループは高エネルギー粒子衝突型加速器を用いた国際共同実験 CDF およびATLAS に参加し，エネルギー・フロンティアでの素粒子実験研究を遂行している。CDF は2011 年度に運転終了，ATLAS は 2009 年秋より衝突実験を開始した。本年度もそれぞれにおいて様々な研究活動が行われた。また，宇宙背景ニュートリノの崩壊探索実験 COBANDとそのための高分解能光検出器 STJ の開発，SOI 技術を用いた次世代粒子検出器の開発，および宇宙線ミュー粒子を用いた大規模構造物の透視を行っている。
当グループの教員は数理物質融合科学センター（CiRfSE）宇宙史国際研究拠点（2017 年
10 月に改組により宇宙史研究センター（TCHoU））に所属し，国内外機関との連携を深めて研究を強力に推進するための組織整備を行っている。平成 29 年度には，引き続き３名の研究者を本学教員として招き，より密接な共同研究の体制のもと，共同研究を行っている。

【1】

陽子・反陽子衝突実験 CDF

CDF 実験は，米国フェルミ国立加速器研究所のテバトロン加速器を用いた陽子・反陽子衝突実験であり，日本をはじめアジア，北米，欧州の計 14ヶ国の研究機関・大学からなる国際協力により行なわれている。2001 年度より Run II 実験が遂行されてきたが，2011 年 9 月
30 日に加速器・検出器ともにその運転が終了した。最終的に CDF 検出器により記録されたデータ量は約 10 fb−1 である。この全データを用いた物理解析もそのほとんどが終了し，論文の発表も終幕を迎えつつある。2017-18 年には 7 篇の原著論文が公表された。

【2】

LHC ATLAS 実験

欧州原子核研究機構 CERN の Large Hadron Collider（LHC）は，世界最高エネルギーでの陽子・陽子衝突型加速器である。2011-2012 年の Run-1 実験では重心系エネルギー 7 ∼ 8 TeV
での陽子・陽子衝突を行った。2013-2014 年のエネルギー増強のための改良を経て，2015 年
からの Run-2 実験では，重心系エネルギー 13 TeV で衝突実験を続けている。図 1 に ATLAS
実験で取得したデータ量を，年ごとに示す。Run-2 実験では，2015 年に 3.7 fb−1 ，2016 年に 35.9 fb−1 の衝突データを取得したのに引き続き，2017 年には LHC 加速器，ATLAS 検

出器ともに順調に運転し，46.8 fb−1 のデータを記録した。図 1 には，2018 年についても本稿執筆中の 5 月までの状況について示されている。
2017 年度にも，われわれは精力的に取得した衝突データを解析している。多くの物理解
析では，2015〜2016 年の 2 年間に取得した約 36 fb−1 のデータ 1 を用いて研究を行った。

図 1: ATLAS 実験で取得したデータ量の推移を，年ごとに示している。

(1)

ヒッグス粒子の精密測定

ヒッグス粒子は，2012 年に LHC 加速器で陽子・陽子衝突のデータを観測している ATLAS
および CMS 両実験により約 125 GeV/c2 の質量をもって発見されていた。Run-1 のデータの解析によりすでに，スピン・パリティの測定結果が標準理論の予言値 0+ と整合がよいことが確認された。また，ヒッグス粒子が弱ゲージボソン対に崩壊する H → ZZ ∗ ，H → W W ∗の崩壊モードおよび，トップクォークのループ・ダイアグラムが寄与する H → γγ 崩壊が，5σ を超える有意度で観測された。とくに，H → ZZ ∗ → 4ℓ と H → γγ の崩壊チャンネル
は，バックグラウンドを抑えながら崩壊粒子をすべて検出できるため，ヒッグス粒子の精密測定に使いやすい。2017 年にこれら２崩壊チャンネルを解析した質量測定結果を図 2 に示す。ヒッグス粒子の質量は 124.97 ± 0.28 GeV/c2 と測定された。ATLAS 実験単独でのこの結果は，Run-1 データでの ATLAS，CMS 両実験の複合測定の結果 125.09 ± 0.24 GeV/c2に精度の上で迫っている。
これら Run-1 で確立した解析チャンネルは，Run-2 では事象数が大幅に増え，ヒッグス粒子の生成，崩壊過程の詳細な研究に用いられはじめるようになった。2017 年度には H →ZZ ∗ → 4ℓ チャンネルではヒッグス粒子の生成および崩壊過程の詳細な研究結果が論文になった。ヒッグス粒子の生成断面積と H → ZZ ∗ 崩壊分岐比の積が標準理論予言値が 1.34±0.09 pb+0.10のところ，1.73+0.24−0.23 (stat.)−0.08 (exp.) ± 0.04(th.) pb と測定されたほか，図 3 に示すように，
Run-1 では全解析チャンネルを複合することで行っていたヒッグス粒子の結合に関するフィッ

上記の記録された全データ量は 2 年間で 39.6 fb−1 だが，検出器に不具合がある中で取得したデータは物
理解析には用いない。こうした検出器の運転状況の影響の重大性は解析ごとに異なるため，同じ 2 年間のデー
タであっても使用したデータ量は，解析ごとに多少異なる。
1

ATLAS Preliminarys = 13 TeV, 36.1 fb-1

Total

Syst.

Stat.
Total

Stat. Syst.

LHC Run 1

125.09 ± 0.24 ( ± 0.21 ± 0.11) GeV

H → ZZ* → 4l

124.88 ± 0.37 ( ± 0.37 ± 0.05) GeV

H →γ γ125.11 ± 0.42 ( ± 0.21 ± 0.36) GeV

Combined

124.98 ± 0.28 ( ± 0.19 ± 0.21) GeV

124

124.5

125

125.5

126

126.5
mH [GeV]

図 2: ATLAS 実験でのヒッグス粒子の質量測定結果。H → ZZ ∗ → 4ℓ と H → γγ の 2 チャンネルを合わせて測定しているが，同時に各チャンネルの単独の結果はお互いによく一致している。

Best Fit
2.8 ATLAS
68% CL Obs.
2.6 H → ZZ* → 4l
95% CL Obs.
-1
2.4 13 TeV, 36.1 fb
SM
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
σVBF⋅B [pb]κFσggF⋅B [pb]トが単独チャンネルのデータだけで行われた。2018 年度には，H → γγ 崩壊での同様な解析結果やヒッグス粒子事象の微分断面積も論文発表される予定である。

Best Fit
68% CL Obs.
95% CL Obs.
SM

3.5 ATLAS
H → ZZ* → 4l

3

13 TeV, 36.1 fb-1

2.5
2
1.5
1
0.5
0
0

0.5

1

1.5

2

κV

図 3: H → ZZ ∗ → 4ℓ 事象の解析結果から得られた ggF と VBF 生成過程の生成断面積と H → ZZ 崩壊分
岐比の積 σggF · B と σV BF · B(左)，およびヒッグス粒子のベクトル・ボソンとフェルミオンに対する結合の強さの測定結果を標準理論予言値で規格化した値 κV と κF (右) に対する制約。

(2)

ヒッグス粒子のクォーク対への崩壊モードの観測

Run-1 のデータの詳細な解析により，H → τ τ が ATLAS と CMS 両実験の複合結果で5σ を超える有意度で観測され，Run-2 が始まる前には，ヒッグス粒子のフェルミオン対への崩壊も観測されていた。しかし，ヒッグス粒子とクォークとの結合を直接観測することはRun-2 での課題として残っていた。
標準理論では 125 GeV/c2 のヒッグス粒子のボトムクォーク対への崩壊分岐比は 58% と予想されている。一方で，ボトムクォークに起因するジェットは陽子・陽子の QCD 反応で高い頻度で生成されるため，膨大なバックグラウンドに H → bb̄ 事象は埋もれてしまって観測が難しい。ヒッグス粒子が弱ボソン W および Z を伴って生成される W H および ZH 生成過程で，W や Z ボソンがレプトンまたはニュートリノに崩壊する事象を探すことでバックグ
ラウンドは大幅に減らすことができる。ATLAS 実験ではこれら解析チャンネルで H → bb̄
崩壊の観測を目指してきたが，2017 年度に Run-2 データの解析において 3.5σ の有意度で信号の兆候を観測した。標準理論の予言値で規格化した W H および ZH 過程の生成断面積の測定結果と，2 つのボトムクォークの不変質量を図 4 に示す。

図 4: (左)W H および ZH 過程の生成断面積の測定結果。(右) 事象内の２つのボトムクォークの不変質量の分布。電弱相互作用で生成される W Z と ZZ バックグラウンド事象以外のバックグラウンドの寄与は差し引いた後の分布であり，灰色の部分がバックグラウンド。ヒッグス粒子の信号のベストフィットを赤いヒストグラム
で表している。

トップクォークは，湯川結合によって質量を得るフェルミオンの中でもっとも重く，したがってヒッグス粒子との結合が強い。そして，フェルミオンの中で唯一，電弱対称性が敗れるエネルギー・スケールに質量がある。トップクォークとヒッグス粒子の結合を測定することは，とくに興味深い。これを直接測定できる解析チャンネルが，tt̄H 生成過程で，ATLAS
実験ではこのトップクォーク対を伴ったヒッグス粒子生成過程の発見を目指してきた。2017年度には，ヒッグス粒子 W W ∗ ，ZZ ∗ ，γγ ，bb̄ に崩壊する解析チャンネルの解析結果を足し合わせることで，4.3 σ の有意度で信号の兆候を観測することができた。モンテ・カルロ
事象を使った解析感度の予想では 3.8σ の有意度が予想されていた。事象の信号らしさを全チャンネルで一つにまとめてプロットした図と，tt̄H 生成断面積と各崩壊モードの分岐比の積を標準理論の予言値で規格化した値を，図 5 に示す。

(3)

ヒッグス粒子の稀崩壊の探索

ヒッグス粒子の稀崩壊事象の探索は，湯川結合と標準理論の検証を行う上で，極めて重要である。標準理論を超える物理が存在した場合に，既存の崩壊モードの比率が増大したり，標準理論では存在しえない崩壊モードが可能になるためである。ヒッグス粒子のミューオン
対への崩壊は，背景事象の少ないクリーンなイベントトポロジーで測定することが可能で，第２世代粒子の湯川結合に対して，最も高い感度を持つチャンネルである。図 6 は，2015・
2016 年の全データを用いた，ベクターボソンフュージョン生成過程における，ミューオン
対の不変質量分布である。昨年度の暫定的な結果を，査読付き論文に提出した。ヒッグス粒
子のミューオン対への崩壊比は，95%の信頼度で標準理論からの予測の 2.8 倍以下であることがわかった。ヒッグス粒子のミューオン対への崩壊モードは，シグナル強度に対する不定図 5: (左)tt̄H 事象探索の各解析チャンネルで評価した事象の信号らしさを，全チャンネルまとめてプロットしたもの。ここでの信号らしさは各解析の最終段階のヒストグラムの S/B の値を使っている。(右) ヒッグス粒
子の崩壊モードごとに測定した tt̄H 生成断面積と各崩壊モードの分岐比の積と標準理論の予言値の比。

35
30

ATLAS
VBF tight
χ2/ndof = 30.7/48

25
20

s = 13 TeV, 36.1 fb-1

Data
Background model
Signal × 20

EventsEvents // (1010
GeV)

Entries / GeV

性が，100%に迫っており，近いうちに，観測又は，兆候を捉えることが可能になるかもしれない。
同じく第二世代の湯川結合に起因する，チャームクォークへの崩壊に対しても探索を行った。LHC Run 1 では，H → J/ψγ チャンネルを用いて探索が行われたが，Run 2 では，新たにチャームクォーク由来のジェットを同定する，c-tagging が開発され，LHC で初めて
H → cc チャンネルの探索が行われた (図 6(右))。標準理論の予測値通りであれば，LHC で
H → cc を測定することは極めて困難であるが，新物理が存在すれば，その崩壊比が大きく増大する可能性があるため，その探索は大変に重要である。ヒッグス粒子のチャームクォー
ク対への崩壊比は，95%の信頼度で標準理論からの予測の 110 倍以下であることがわかった。

15
10
5

4
2
0
−2
−4
110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160mµ µ [GeV]

Data/Bkgd.

Data - fit
σ (data)

0

220
104
200
180
103
160
140
102
120
100
10
80
60
1
40
1.4
20
1.2
1.0
0
0.8
0.6

Data
Pre-fitFit Result
Z + jetstt
ZZ
ZW
ZH(bb)
ZH(cc) (100×SM)

ATLAS
-1

s = 13 TeV, 36.1 fb
2 c -tags, p TZ ≥ 150 GeV

60

80 100 120 140 160 180 200

60

80

100

120

140

160

180

200

obs_x_Chan_hi_2t2pj_2Lm [GeV]cc

図 6: ATLAS 実験の Run-2 のデータを用いた，ヒッグス粒子の (左) ミューオン対崩壊事象および (右) チャー
ムクォーク対崩壊事象の探索。

標準理論では存在しない (又は，ほぼ無視しうる) 崩壊モードとして，非可視 (インビジブ
ル) 崩壊や，未知のボソンを介した崩壊，フレーバー対称性が破れた崩壊などが挙げられる。
ヒッグス粒子のインビジブル崩壊の探索は，暗黒物質とヒッグス粒子の全崩壊幅の観点から非常に重要な研究である。暗黒物質が，ヒッグス粒子のみと相互作用するという，ヒッグ
スポータル暗黒物質モデルは，数多くある暗黒物質モデルの中でも最有力で，繰り込み可能

104
103

Z+jets
Non-resonant-ll
OthersStat. + Syst.
, mχ = 500, 100 GeV)x0.27

Data
ZZ
WZ

ATLAS
s=13 TeV, 36.1 fb-1

ee+µµ
DM(m

med

102

ZH(ll+inv) with B(H→inv)=0.3

10
1
10−1

1.4

107
106
105
104
103
102
10
1
10− 1
10− 2
10− 3
10− 4

Data/SM

Events / bkg

10−2

Events / GeV

Events / 10 GeVであり，又，現在の暗黒物質の直接探索実験の結果とも整合する。
2015 年と 2016 年の Run-2 の全データを用いて，ヒッグス粒子の Z/W ボソン随伴生成過程を用いた探索を行った。Z ボソン随伴生成過程については，Z ボソンのレプトン崩壊とハ
ドロン崩壊の両者について考慮した。W ボソン随伴生成過程については，ハドロン崩壊のみを考えて，探索を行った。ニュートリノや暗黒物質などの，弱い相互作用をする粒子の横miss ) 分布において，標準理論予測からの若干の運動量の間接測定である，消失横運動量 (ET超過は見られたが，現時点では有意ではない (図 7)。非可視崩壊比への制限は，95%の信頼度で，Z ボソンのレプトン崩壊を用いたチャンネル (図 7(左)) で，67% (期待感度 39%) 以
下であり，Z/W ボソンのハドロン崩壊を用いたチャンネル (図 7(右)) では，83% (期待感度 58%) であった。どちらのチャンネルでも，Run-1 での期待感度を超えるに至った。最もシグナル感度が高い vector boson fusion (VBF) 過程を用いた探索は，現在進行中である。

1.2
1
0.8

200

300

s = 13 TeV , 36.1 fb-1
SR: resolved topology
0 leptons, 0 b-tags

H → inv (BH → inv= 100%)

Vector Mediator Model
mZ’ = 600 GeV, mχ = 1 GeV

1.5
1
0.5

0.6

100

Data
Z+jetsW+jetstt + single top quark
DibosonMultijetBackground Uncertainty
Pre-fit Background

ATLAS Preliminary

1000

Emiss
[GeV]
T

200

400

600

800

1000

1200

1400

[GeV]
Emiss
T

図 7: ATLAS 実験の Run-2 のデータを用いた，Z ボソン随伴生成過程でのレプトン崩壊事象 (左) ，およびZ/W ボソン随伴生成過程でのハドロン崩壊事象 (右) における，ヒッグス粒子のインビジブル崩壊の探索での消失横運動量分布。

(4)

標準理論を超えた重いヒッグス粒子の探索

標準理論を超えた物理の多くのモデルにおいて，複数のヒッグス粒子が存在することが示
唆されている。その中でも，ZZ モードへの崩壊は，多くのモデルで予測されるため，探索チャンネルとして重要である。2015 年と 2016 年の Run-2 の全データを用いて，ZZ 共鳴事
象の探索を行った。その際には，Z ボソンの崩壊モードに対応して，4ℓ, ℓℓνν, ℓℓqq, ννqq,
4q (ℓ: 電子又はミューオン，ν: ニュートリノ，q: クォーク) というように多様なチャンネ
ルについて，探索を行った。4ℓ では，不変質量が 250 GeV と 700 GeV 付近で，3σ を超える超過が観測されたが (図 8)，ℓℓνν チャンネルでは整合する超過は見られなかった。両チャンネルを合わせた結果，現時点で，質量域 200 GeV から 2.0 TeV にかけて，標準理論からの有意な逸脱は，観測されなかった (図 8)。ℓℓνν チャンネルでは，bulk Randall-Sundrum
Graviton について，κ/MPl = 1.0 の条件下で，1.3 TeV の質量域を，95%の信頼度で棄却
し，昨年度を超える結果を得た。
ℓℓqq, ννqq, 4q チャンネルは，ZZ だけでなく，W Z や W W (後者は 4q チャンネルのみ)の共鳴事象にも感度がある。これらのチャンネルに加えて，ℓνqq チャンネルからも，W ′ 粒

104
103

ATLAS

95% CL limit on σ(gg → H ) × B (H → ZZ ) [pb]Events / 20 GeV

105

Data

s = 13 TeV, 36.1 fb-1
+ - + -

H → ZZ → l l l l
ggF-enriched

2

10

ZZ
t t +V , VVV
Z +jets, t t
ZZ (EW)
Uncertainty
NWA signal (m H =600 GeV)
5 × obs. limit

10
1
10−1
10−2

Data
Prediction

10−3
3
2
1
0

200

400

600

800

1000
1200
m4l [GeV]

10
ATLAS
Observed CLS limits = 13 TeV, 36.1 fb-1
-

1

-

-

H → ZZ → l +l l +l + l +l ννNWA, ggF production

Expected CL limit
S

Expected ± 1σ
Expected ± 2σ
+ - + -

Expected CL limit (l l l l )S+ -Expected CL limit (l l ν ν )
S

10−1

10−2
200

400

600

800

1000

1200

m H [GeV]

図 8: 4ℓ チャンネルにおける不変質量分布（左）と 4ℓ と ℓℓνν チャンネルを合わせて得られた重いヒッグス粒
子の生成断面積及び崩壊分岐比への制限（右）。

σ (pp→ HVT W’ → WZ) [pb]子の探索が行われ，Heavy Vector Triplet モデルにおいて，ベクターボソンとの結合 gV が3 の場合に，3 TeV を超える質量域が 95%の信頼度で棄却された (図 9)。

10ATLAS Preliminarys = 13 TeV, 36.1 fb-1

95% C.L. exclusion limits
HVT model B gv=3
Observed
Expected
qqqq
lvqq
llqq
vvqq

1

10−1

10−2

10−3
0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

mW’ [TeV]

図 9: W Z 共鳴事象に対する W ′ の質量域への制限。

(5)

暗黒物質の探索

未発見である暗黒物質は，LHC における衝突で生成される可能があり，現在に至るまで様々な新物理のシナリオを考慮した広範な探索が行われている。
暗黒物質が直接対生成されるシナリオでは，initial state radiation を伴った事象で，モデ
ル依存性の少ない Simplified Models を用いた探索および解釈が行われてきた。このモデル
は，媒介粒子と暗黒物質の質量，および 3 つの結合定数という，高々計 5 つのパラメータで記述される。この仮定のもとでは，興味深いことに，dijet 事象からも暗黒物質の存在可能領域に対して，強力な制限をつけることができる (図 10(左))。又，よりモデル依存性が生じるものの，ヒッグス粒子と未知の媒介粒子の相互作用を評価できる，mono-Higgs チャンネ
ルについても探索を行った。この探索は，暗黒物質に対してヒッグス粒子が反跳するようなasss = 13 TeV, 37.0 fb-1

Dijet 8 TeV
s = 8 TeV, 20.3 fb -1

=

M
M

as

s

Phys. Rev. D. 91 052007 (2015)2

×s = 13 TeV, 3.4 fb -1
ATLAS-CONF-2016-030

Dijet + ISR

0.6
.12
=0

s = 13 TeV, 15.5 fb

s = 13 TeV, 36.1 fb-1

l

1.5

600
500

Eur. Phys. J. C 77 (2017) 393

Emiss
T +jets = 13 TeV, 36.1 fb-1

2

2.5

400

ATLAS-CONF-2017-060

DM

All limits at 95% CL

1

700

ATLAS-CONF-2016-070

Emiss
T +γ

Vector mediator, Dirac DM
gq = 0.25, g = 0, g = 1

Emiss
T +Z
0.5

h
Ωc

er

Th

0

c
eli
lR
ma

-1

:m

2

Emiss
T +γ

0.2

800

Observed limit
Expected limit ±1σ
s = 13 TeV, 3.2 fb-1

s = 13 TeV, 36.1 fb-1
missh(bb) + E , Dll limits at 95% CL
T
Z’-2HDMtanβ = 1, g = 0.8, mχ = 100 GeV
Z
mH = mH± = 300 GeV

mit

Emiss
T +jet
0.4

ATLAS
900

Dijet TLA

D
M

0.8

1000

Kin
. li

Dijet

ed
ia
to

rM

arXiv:1703.09127 [hep-ex]

A = m
Z’ - mh

Dijet
Dijet 8 TeV

1ATLAS Preliminary July 2017

mA [GeV]DM Simplified Model Exclusions

Dijet TLA

1.2

Dijet + ISR

DM Mass [TeV]

事象の発見を目指している。最もシグナルへの感度が優れているのは，mono-H(→ bb) チャ
ンネルである。現時点では，標準理論からの有意な逸脱はなく，Z ′ -2HDM と呼ばれるモデ
ルでの二つの媒介粒子の質量域に対して，強い制限を与えた (図 10(右))この他にも，超対称性理論などのシナリオにおいても，暗黒物質の探索が精力的に行われている。

3

Mediator Mass [TeV]

Emiss
T +Z
s = 13 TeV, 36.1 fb-1

300

500

1000

1500

2000

2500

ATLAS-CONF-2017-040

mZ’ [GeV]′

図 10: Simplified models における媒介粒子と暗黒物質の質量域に対する制限 (左) と，Z -2HDM モデルに対する mono-H(→ bb) チャンネルから得られた棄却域 (右)。

【3】

HL-LHC に用いる p 型シリコン検出器の開発

LHC 加速器は，継続して最大限の物理成果を生み出すために，2026 年から当初設計値を超え 3000 fb−1 のデータ量をめざす高輝度 LHC (HL-LHC) 加速器に増強される。放射線レベルも現在の検出器設計を超え，また，粒子数密度も増大する。ATLAS は 2016-17 年に内部飛跡検出器の技術設計書をまとめ，衝突点に近い内側５層には電極サイズが 50 × 50 µm（または 25 × 100 µm）のピクセル型，その外側４層には 74 µm × (2.4 または 4.8) cm のストリップ型のシリコン半導体検出器を配置する。
我々は，HL-LHC でも使用可能な高放射線耐性のセンサーとして n 型電極，p 型基板を用いたセンサー（n+ -on-p）を提案し，実際に陽子線や中性子を照射し，HL-LHC の高放射線線量でも使用可能な検出器を設計をしてきた。p 型基板を用いることは高速な電子を収集することで収集電荷量の放射線による劣化を受けにくく，また，従来から放射線耐性に優れるとされた n+ -on-n 型設計に比べ，n+ -on-p の設計では片面プロセスが可能であるため製造コストが低減でき，よりも広い領域を半導体検出器で覆う HL-LHC 用には特に有利であることを示してきた。
2017 年度は，エンドキャップ部に用いるストリップ型センサー設計の最終評価，50 µm
×50 µm サイズのピクセルセンサーとピクセルモジュールを試作し評価を行った。

(1)

ストリップ型センサー

2016 年に，ストリップ型センサーの実機を評価したところ，一部に暗電流の不安定性があることが確認された。その原因が湿度によるものであることを特定し，2017 年度には表

図 11: （左）成膜法を改良した実寸センサーサンプルの暗電流を湿度を変えて測定した。湿度依存性がないことを示した。（右）陽子線照射したサンプルと未照射サンプルの電荷収集量の比較。

面保護膜の生成法に改善を加えることで，図 11（左）に見られるように湿度依存性がない
サンプルの製造に成功した。当面は新生成法で試作をすすめ，統計的な評価を進める。
エンドキャップ用の最初の実機（R0）を試作し，東北大学 CYRIC の 70 MeV 陽子ビー
ムにより照射し，その評価を行った。図 11（右）は電荷収集量の放射線による劣化の様子を示す。実際に用いる AC 結合のサンプルは 500 V のバイアス電圧で未照射からの劣化は50%に抑えられ，十分に仕様を満たすことを示した。この結果は国際学会で発表された。同時に DC 結合のサンプルを初めて評価した。暗電流の増加により読出しアンプの特性が影響を受け，電荷収集量は AC サンプルに比べやや悪い結果となったが，その他の電気的性能は予想通り優れた結果が得られた。暗電流の影響を受けにくいアンプ設計の改善により，今後は，より安価な DC 結合ストリップが大面積シリコンセンサーとして使用できる可能性を示
した。

(2)

ピクセル型センサー

ATLAS ではバレル部に 5 層のピクセルセンサーを設置するが，放射線量の違いから，最内層は 3D 技術によるもの，それ以外は通常のプラナー型ピクセルセンサーを用いる。日本グループは 3〜5 層目に使用できるバイアス構造のある n+ -on-p 型プラナーピクセルセン
サーの設計を進めてきた。
ピクセル検出器は現行の ATLAS 読み出しチップである FE-I4 の仕様 (ピクセルサイズ
50×250 µm) のため，2016 年度までは，ピクセルサイズを非対称にして部分的に 50 ×50 µm を実現して評価してきた。2017 年度は新しく開発された FE65 読出しチップを用いて 50 ×50 µm
および 25 ×100 µm のセンサーを試作しビーム試験評価をした。同時に，ATLAS への実装を念頭に，フレックス基板を用いたモジュール化（図 12 左) も進めた。ピクセル設計に関しては，各ピクセルに配線するバイアス抵抗の経路に依存して検出効率が陽子線照射後に低下することが分かっているが，面積が小さなピクセルではその効果が相対的に顕著となる。そこで，劣化が少ないように経路を最適化した。図 12 右は，25 ×100 µm ピクセル電極内の検出効率を位置依存性として示すもの（陽子線照射後）である。バイアス構造をもたないものはピクセル間での低下は見られない。バイアス構造のあるものは，劣化があるがバイアス電圧を上げることで劣化は低減できる。これはピクセル境界での電場低下に収集電荷量の劣化が起因する事を示唆する。

図 12: （左）バレル部への実装を想定した，フレックス基板によるピクセルセンサーモジュール。（右）3×1015
n/cm2 を照射した 25×100 µm ピクセルセンサーのピクセル内位置での検出効率の場所依存性。バイアス構造のないものに比較して，２つの逆バイアス電圧設定に対する構造ありの場合の分布。

読出し ASIC にバンプボンドをすればバイアス構造は不要となるが，プロセスコストの高いバンプボンドの前に不良センサーを判別するための手法としてバイアス構造は有効となる。主導して進めてきた検出効率低下が小さくバイアス構造を有するピクセルセンサーの提案の意義は高い。ただし，バイアス抵抗のためにノイズがやや増える傾向にあり，バイアス
抵抗値を高くするプロセスの採用，そもそも ASIC の閾値設定は妥当なのかなどの評価を継続して進めている。

【4】

LGAD センサー

LGAD (low-gain avalanche diode) は，読み出しの n+ 電極の直下に高濃度の p+ 層を形成することで，アバランシェ増幅を起こさせる増幅機能を持たせたシリコン検出器である。
信号量が増えることに加え増幅率が 10 倍程度の低ゲインでは SN 比も向上する。信号形成が薄い pn 接合部で局所的に起きるため時間分解能が飛躍的に向上する。従来のシリコン検出器は電荷収集に 10 ns 程度を要するが LGAD では 20〜30 ps 程度の時間分解能が可能であると考えている。優れた位置分解に加え時間情報を得ることができれば，HL-LHC やさらに高輝度の加速器実験で要請される，膨大な数の粒子生成の環境下での飛跡再構成に大きな役割を果たすことが期待できる。PET 等の医療機器への応用も視野にある。
2016 年度に浜松ホトニクスで試験用 LGAD ピクセルを試作し，ガンマ線，中性子線，陽子線を照射し LGAD の機能がどう保たれるかの評価を行った。2017 年度には，電極を細分化したセンサーについての応答の一様性をレーザーを用いて評価した（図 13 左）。この研究により不感領域の振舞を定量的に評価でき，一定のゲインを確保しつつ細分化する設計を探るための最初のデータを得ることができた。時間分解能に対する評価は FNAL の 120GeV
陽子ビームを用いて行った。ビームラインには３つの LGAD センサーを並べ，信号は DRS4
ASIC による 5 GHz の FADC て読み出した。３つのうち任意の２つの時間差の分布から，個別の LGAD の時間分解能を評価した。図 13 右には，一例として２つの LGAD 間の時間差分布を示す。このような分布から評価できる時間分解能を，時間測定の閾値電圧と信号ピー
ク電圧の比 f の関数としてまとめた。室温でも 35 ps，8 ℃では 30 ps を切る優れた分解能を得た。

図 13: (左) 赤外レーザーを用いたストリップ型 LGAD の場所によるゲインの変化の測定結果。(右) ２つのLGAD の時間差分布（上に例を示す）から，閾値電圧の関数として達成した時間分解能を示す。

【5】

SOI を用いたモノリシック型ピクセル検出器の開発

Silicon-On-Insulator（SOI）は，埋め込み酸化膜（BOX) 層をシリコン基板中に形成し，表層の薄いシリコン層に電子回路を作製した素子である。BOX 層下のシリコン基板を高抵抗の粒子検出部とした読み出し回路一体型ピクセルセンサーを実現する全く新しいタイプの検出器である。我々は Lapis セミコンダクター社の 0.20 µm SOI プロセスを用いて KEK の先端検出器開発室と共同で，将来の加速器実験に用いることのできるピクセル検出器の開発研究を行っている。
SOI はトランジスタ各素子が酸化膜で覆われているために，漏れ電流が少なく高速応答が期待できるが，一方，正孔を酸化膜に蓄積しやすく，電離性放射線線量（TID）が増えると蓄積正電荷の影響を受けて近傍のトランジスタ特性が大きく変化することを明らかにしてきた。そこで SOI の素粒子実験への適用を可能にするため，埋め込み酸化膜 2 層からなる 2 層
SOI 基板を世界で初めて製作し，評価を継続している。粒子センサー基板の上に 2 層の埋め込み酸化膜層を形成し，その中間シリコン層 (SOI2) に TID 損傷による劣化に応じて負の電荷を加えることで TID 損傷を補償することを目指している。
筑波大学グループは開発当初より放射線損傷の研究を主導して進め，昨年度までに，最低
1 MGy までの放射線耐性があることを示すことに成功した。SOI 素子は当初は数 kGy で全く使い物にならなくなったが，この研究により TID に対して通常の CMOS 素子と同等の放射線耐性がある素子が作製できる事を示し，さらに優れた SEE 耐性を考慮すると，SOI は素粒子実験に極めて適した素子であるといえる。10 年におよぶ開発の経緯をまとめ国際学会で発表した。また，ピクセルサイズ 8 µm の FPIX2 で昨年度に達成した，世界で初めて半導体検出器で 1µm 切る成果は，解析方法を改良し，最終的に 0.65µm を得た。国際学会で発表し，大きな反響を受けた。
2017 年度は FPIX の有感面積を４倍に広げ，並列読出し経路数を 2 倍の 16 ラインに改良した FPIX4 と読み出し用のサブボードを設計・製作した。これらと並行して，FPIX3 を用いた高位置分解能中性子検出のための基礎評価，ILC 用 SOFIST の FNAL でのテストビー

ム評価を実施した。

(1)

高位置精度中性子検出のための基礎研究

中性子の位置を精度よく求めることは中性子を用いた重力の検証実験やウラン濃縮度の検定などの実用面でも重要であり，従来は特殊なプラスチックにつく傷をエッチングで広げることで 1µm 程度の精度を実現している。FPIX の裏面に B 成膜をして，中性子との反応で発生するα粒子を検出することで時間情報をもった高精度位置測定ができる可能性がある。
図 14 に示す様にセンサーを 75µm 厚に薄化し，裏面から 241 Am 線源からのα線を入射した。
センサー直前にはシリコンの破断面をエッジとしたα線の遮へい材を設置し，測定するエッジ位置の広がりから位置分解能を評価した。図に示す様に，エッジの広がりから位置分解能
は 3.9±0.2µm と評価できた。この値にはα線が角度を持って入射する効果，エッジ部での散乱，シリコン遮へい材が一直線でない効果も含まれるので，こうした影響を排除した評価が今後必要となる。

図 14: FPIX による中性子位置測定精度の評価のためにα線源の遮へい効果を測定した。（左）測定セットアップ，（右）α線測定数の位置依存性。電荷重心法で求める位置は収集電荷量がピクセル内で不均一であることか
ら周期的な影響を受ける。この効果を評価することで位置分解能はさらに向上する。

(2)

ILC 用 SOFIST のビーム試験

優れた時間分解能と位置分解能を同時に達成できるピクセル検出器を，国際リニア衝突器
実験 ILC への応用を目指して開発している。位置情報は従来の電荷積分型増幅器で行うと同時に，電圧を一定割合でランプし，ビーム通過時のランプ電圧を測定することで時間情報を得ることを目指している。2016 年度は FPIX とともに位置測定評価のための SOFISTv1 を試
験し，2017 年度は時間分解能を SOFISTv2（センサー厚 70 µm) を用いて評価した。FNAL
でのビーム試験では SOFISTv2 を 3 台，飛跡再構成用に大面積の INTPIX4 を 4 台配置し，120GeV 陽子を通過させた。図 15 左はセットアップの様子と INTPIX4 サイズの情報を示す。右は，２つの SOFIST 間の時間測定の相関を示す。ビームに同期して 500 µs のゲートを開き，その間の信号の通過時間を測定しているので，複数粒子の通過では y=x の相関以外の組合せが発生するが，データに示す様に明らかな相関が得られた。この相関の時間差分
布から暫定的に 4.5 µs の時間分解能を得た。個別のピクセルの時間応答校正を施すことでさらに改善が期待できる。ILC では 0.55 µs のバンチで衝突が起きるため，最終目標はバンチを区別できる分解能であるが，1 ms のトレイン間に起きる衝突事象に時間情報を加えられる技術の可能性を示すことができた意義は高い。
INTPIX4 のピクセルサイス (17µm 角）と有感面積の大きさは世界的にも有数である（他には欧州の EUDET18.4µm 角が匹敵）。大面積の INTPIX4 をビームライン飛跡検出器として稼働させることも意義が高い。用いたシステムでの飛跡再構成の性能は現在評価中である。

図 15: （左）FNAL でのビーム試験セットアップの配置と飛跡再構成に用いた INTPIX4 のセンサー部。
INTPIX4 を 4 台，SOFIT3 台に 120GeV 陽子を通過させた。
（右）２つの SOFIST で測定された時間相関分布，【6】

COBAND 実験✑✒✓✔✕✖
✗✘✘µ✙×✗✘✘µ✙
✚✛✜✛

✁✂✄☎✆
✝✞✞µ✟×✝✞✞µ✟☎✠✡☛✞✟☞✌✍✎✏µ

図 17: ハフニウム (Hf) を用いた超伝図 16: STJ 信号増幅のために開発したテレスコピックカスコード
差動増幅回路をもつ低入力インピーダンス電荷積分型 SOI 極低温
アンプ試作回路（左）。3 ケルビンの極低温下におけるパルス電荷
入力（約 100fC）に対して時定数 10 µm 程度，波高 23.3 mV の出力を得た（右）。

導トンネル接合素子の I-V カーブ。左は，2010 年に初めて Hf-HfOx-Hf の構造をもつ素子によって，ジョセフソン電流を観測した．右は，2017 年に作製された素子。Hf 成膜条件および酸化膜作製条件の最適化により，リーク電流が改善が見れらる。

COBAND 実験は，宇宙背景ニュートリノ崩壊探索を目的とした，筑波大学素粒子実験室を中心とする国際共同実験である。宇宙初期に生成されたニュートリノの名残とされる宇宙
背景ニュートリノは，現在温度 1.9 K，各質量固有状態の世代ごとに数密度 110 個/cm3 で宇宙全体にわたって存在していると予言されている。最も重い質量固有状態のニュートリノ
は，軽い質量固有状態に波長約 50 µm の光子を放出して崩壊することが可能であり，我々
COBAND 実験では，現在観測値として与えられているニュートリノ寿命下限値 1012 年を超える感度で宇宙背景ニュートリノの崩壊に伴う光子を観測する実験を計画中である。実験に要求される光検出器は，波長 50 µm (エネルギー 25 meV) の光子をエネルギー分解能 2%以下の精度で一光子ずつ測定可能な性能である。我々のグループでは，観測ロケット実験で使用予定のニオブ (超伝導ギャップエネルギー ∆ = 1.55 meV, Tc = 9.23 K) とアルミニウ

ム (∆ = 0.172 meV, Tc = 1.20 K) を準粒子トラップ層として用いた超伝導トンネル接合素
子 Nb/Al-STJ (Superconducting Tunnel Junction ) や，更に衛星実験での使用を念頭に置いた超伝導ギャップエネルギーが更に小さいハフニウム (∆ = 20 µeV，Tc = 0.165 K) を超伝導体として用いた Hf-STJ を光検出器の候補として研究開発を続けている。
Nb/Al-STJ 単体では，25 meV の光子に対して必要なエネルギー分解能は期待できないが一光子検出が実現できれば，格子状に並べた Nb/Al-STJ ピクセルと回折格子の組み合わせ
によって分解能 2%以下の一光子分光が可能となる。我々のグループでは産総研との共同研究による漏れ電流の少ない Nb/Al-STJ の開発，並びに STJ 信号極低雑音読み出し系として
KEK，JAXA，静岡大等との共同研究による FD-SOI (Fully Depleted Silicon On Insulator)
プロセスによる極低温増幅器の開発を行っている。産総研の超伝導デバイス作製施設である
CRAVITY で作製された Nb/Al-STJ 素子は，低漏れ電流性能をほぼ達成している。極低温
増幅器の開発については，FD-SOI プロセスによる MOSFET を用いた増幅器の試作および測定を行い，300〜400 mK の極低温での動作を確認，並びに極低温で動作させた STJ の
パルス光応答信号の極低温ステージ上での増幅に成功した。昨年度は，STJ のパルス光応
答速度および STJ 測定系の静電容量を考慮したより実際的な低入力インピーダンス増幅回
路の試作および評価を行った。テレスコピックカスコード差動増幅に容量および抵抗の負帰還回路をつけることにより低入力インピーダンス電荷積分型 SOI 極低温増幅器（図 16 左）を試作し，冷凍機内の 3 ケルビンの極低温下におけるパルス電荷入力（約 100fC）に対して
時定数 10 µm 程度，波高 23.3 mV の出力を得た（図 16 右）。Nb/Al-STJ による分光測定のための回折格子を含むロケット実験用の光学系の開発は，昨年度着任した飯田助教が福井大，関西学院大等との共同研究により開始した．
Nb/Al-STJ の開発と並行して，KEK，理研との共同研究によって Hf-STJ の開発を進めてきた。これまで，Hf 成膜，Hf 膜のパターン加工方法を確立し，2010 年度には，Hf-HfOx-Hf
による SIS 構造の作製に成功してジョセフソン電流を確認した (図 17 左)。また，2012 年度には Hf-STJ 試作サンプルでの可視域連続光入射に対する応答（トンネル電流増加）を確認した。昨年度の成果としては，Hf 成膜の際，応力が最小になる条件ではなく表面粗さが小さくなる成膜条件 (表面粗さ RMS=2.5 nm) を使用して Hf-STJ を作製し漏れ電流密度を従来の値から大幅な改善に成功し，温度 T=140 mK，200 µm 角の Hf-STJ において漏れ電流
6 µA@V = 40 µV を達成した。今後，より接合面積の小さい素子の作製，漏れ電流の要因となり得る地磁気等の影響の排除，およびより低温での漏れ電流の測定による正確な漏れ電流の測定を行い漏れ電流改善に繋げることが重要なステップとなる。また，可視パルス光入射に対するパルス応答の詳細な測定も重要である。

【7】

48

Ca の二重ベータ崩壊の研究

ニュートリノは物質の根源を司る素粒子の一種である。2002 年と 2015 年のノーベル物理学賞がニュートリノ研究に授与されるなど、ニュートリノ物理学は近年目覚しい発展を遂げている。ニュートリノ研究に残された次なる課題は、質量の絶対値測定やマヨラナ性の検証であり、これは物質や宇宙の成り立ちを理解する上で欠かせない。ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊（0νββ ）の観測は、これらを一気に解明しうる現実的に唯一の手段である。ニュートリノがマヨラナであった場合、粒子・反粒子は同一であり、片方の核子から出たニュートリノがもう一方に吸収される 0νββ が起こりうる（図 18）。この崩壊率がニュートリノ有効質量の二乗に比例するため、0νββ の半減期から未だ不明なニュートリノ質量の測定も可能である。また、マヨラナ粒子は右巻きと左巻きでそれぞれ別の質量項を持つことが出来る。我々の世界では左巻きニュートリノしか観測出来ないが、右巻きニュートリノの非常に重い質量を考えると、振動実験で示唆される極端に小さいニュートリノ質量を自然に説明できる（シーソー機構）。さらに粒子数保存則が破れ、宇宙初期に生成された重い右巻
きニュートリノの崩壊に CP の破れを考慮することで現在の物質優勢宇宙を説明することが出来る（レプトジェネシス）。

図 18: 二重ベータ崩壊の概念図

我々は大阪大学等と共同で岐阜県の神岡地下実験施設内に CANDLES 検出器を構築し、48 Ca の二重ベータ崩壊の研究を推進している。48 Ca は Q 値が 4,270 keV と全核中最大であり、あらゆる自然放射線のベータ線、ガンマ線よりも高いため、超低バックグラウンド観測が実現可能である。CANDLES は岐阜県神岡の地下 1000 m に約 300 kg の CaF2 シンチレー
タ結晶を 2 m3 の液体シンチレータ中に沈め、周囲に 62 本の光電子増倍管を配置したプロトタイプ検出器（図 19）を作り、将来計画に向けたスタディを行っている。CANDLES 実験では CaF2 と液体シンチレータの時定数の違いを利用した波形弁別によって２桁以上のバッ
クグラウンド低減を実現している。

図 19: CANDLES 実験の概略図（左）と CaF2 結晶の写真（右）2016 年には実験室の環境中性子に起因するバックグラウンドを低減するため、鉛によるガンマ線遮蔽体、ホウ素入りゴムシートによる中性子遮蔽体が装置に導入された。それによりさらに二桁近くバックグラウンドが減少し、現在順調にデータを取得中である。2017 年
度は前年度から取得した 131 日間のデータを用いて 0νββ 探索を行った。バックグラウンド除去のカットをかけた時のエネルギースペクトルを図 20 に示す。左が全結晶の場合、右がTh 系列の放射性不純物量が 10 µBq 以下の高純度結晶を抽出した場合である。高純度結晶を選んだ場合、すべてのカットかけた後、Q 値領域（4,170 - 4,480 keV）で残ったのは 0 事象であった。この結果から 48 Ca の 2 重ベータ崩壊に対する半減期の下限値を求めたところ、
T1/2 > 6.2 × 1022 年 という値が得られた。これは 48 Ca に対して、これまでで世界最高感度の下限値となっている。
今後は引き続きデータを取得し統計をためていくとともに、バックグラウンドや系統誤差の見積もりをより高精度に行っていく。また並行して、同位体濃縮による 48 Ca の濃度向上など、将来のための R&D も進める予定である。

図 20: CANDLES 実験で得られたエネルギースペクトル。左が全結晶、右が不純物 10µBq 以下の綺麗な結晶を選んだ場合。各カットステップごとに載せているが、緑色の線が全てのカットをかけた後のスペクトルである。

【8】

新規大発光量シンチレータの開発

宇宙暗黒物質の直接探索実験やニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊（0νββ ）探索
実験などの、低エネルギー極稀事象探索のための新規無機シンチレータ結晶の開発を東北大学と共同で行っている。暗黒物質のエネルギーは指数関数的に分布しており、どれだけ低い
エネルギーまで観測出来るかが非常に重要になる。一方の 0νββ 探索実験では、ニュートリノを放出する二重ベータ崩壊（2νββ ）が究極の BG となるが、それを防ぐためにはエネル
ギー分解能を高める必要がある。また、どちらの事象も極めて稀なため、大量の標的を用意する必要がある。これらの問題を解決するためには、大発光量のシンチレータを開発することが一つの鍵となりうる。
ヨウ化カルシウム（CaI2 ）結晶は 1964 年に R. Hofstadter らによって発見されており、一般的に用いられる NaI(Tl）の 2 倍以上の発光量であることが知られている。しかし、当時の未熟な結晶育成・加工技術のせいで、一般に広まることなく技術が埋没してしまった。我々は、無機シンチレータの育成加工に高い実績を誇る東北大学金属材料研究所の吉川研究室と共同で、同研究室が所有する最新の装置と技術を駆使して CaI2 を含む新規高性能シンチ
レータ結晶の技術を確立することを目指している。
2016 年度から 2017 年度にかけて二重ベータ崩壊核の 48 Ca を含むアルカリハライド結晶
である CaI2 ,CaBr2 ,CaCl2 の開発を行った。結晶作成には図 21 左に示すようなブリッジマ

ン結晶育成法を用いた。各種粉末原料を調合し、9N アルゴン雰囲気下で石英アンプルに投入し、300 ℃でのベーキングの後、石英アンプルを封止した。実際に作った結晶の写真を図21 右に示したが、3 種類すべてにおいて無色透明な結晶が得られた。作製した結晶は、湿度１％以下のドライルーム中での切断、研磨の後、発光、シンチレータ特性評価を行った。

図 21: CaI2 結晶を作成するのに用いたブリッジマン育成炉の概念図（左）と、作成した CaI2 結晶、CaBr2結晶、CaCl2 結晶の写真（右）。

3 種類の結晶のうち、CaI2 で NaI(Tl) の 2.7 倍、CaF2 と比べると約 10 倍となる 107,000
photon/MeV の大発光量が確認された（図 22）。発光波長は 410 nm と光電子増倍管の感度波長と一致しており、発光の時定数は 834 ns であった。総合的に見て非常に良い性能のシンチレータであることが分かった。
しかしながら CaI2 結晶は、劈開性が極めて強く加工や取り扱いが困難であることが判明した。そこで我々は、CaI2 のヨウ素 (I) を一部臭素 (Br) で置き換えた、Ca(Br,I)2 結晶の開発も並行して進めることにした。石英封止型ブリッジマン法を用い作製した Eu 添加 Ca(Br,I)2 結晶を図 22 右に示す。作成した 3 種類のうち、Eu2%:CaBr0.5 I1.5 、Eu2%:CaBrI の組
成について透明性を有する結晶が得られた。全てにおいて劈開性は改善が見られたが、発光量特性などに関しては現在測定を進めているところである。今後は Br の割合を最適化する
ことで、大発光量でかつ加工性に優れた結晶を開発していく。

【9】

福島第一原発燃料デブリの宇宙線ミューオンによる観測

ミュー粒子が建物などを透過しやすい性質を利用し，宇宙線ミュー粒子の飛来数分布を大規模構造物の背後で測定することで，構造物内部の様子を透視することが可能である（ミューオンラジオグラフィー法）。福島第一原子炉事故で溶け落ちた燃料デブリの位置を測定する
ことを最終目標にして，2011 年夏から KEK のグループと共同で検出器の技術設計を開始した。設計には，SSC 実験用に開発した波長変換ファイバーによるプラスチックシンチレー
タバーの読み出し，ILC 実験用に開発中の MPPC 光検出器，SOI で培った FPGA ベースの読み出しシステムを応用した。試作機での評価を経て，2015 年には国際廃炉機構（IRID）の支援を受けて福島第一原発１号機，2016-17 年度は東京電力の事業委託を受けた KEK に協力する体制で 2-3 号機の観測をした。

図 22: CaI2 結晶に 137 Cs の 662 keV ガンマ線を当てた時の発光量分布（左）。赤が CaI2 、黒が NaI(Tl) であり、ピークの位置から 2.7 倍の発光量であることが確認された。CaI2 の光電ピークの左にある小さいピーク
は特性 X 線のエスケープピークである。右は作成した Ca(Br,I)2 結晶各種。Br の割合によって異なる性質が得られた。

1 号機の観測からは燃料デブリは燃料装荷位置にはほとんどないことが分かったが，測定装置を建屋からやや離れた位置に設置する必要があったため，圧力容器の下部は視野に入らず，デブリの存在に対する情報は得られなかった。
1 号機での経験から測定器を小型化し，2 号機の観測では建屋に接するように設置し，3号機ではタービン建屋内に設置し，ともに圧力容器全体の様子を観測することを可能とした。観測結果から，２，３号機ともに燃料装荷位置にはほとんど燃料デブリはないことが判明した。2 号機では圧力容器の底部に過剰な吸収があり，背景となる原子炉の構造体を定量的に評価した結果，底部に残る燃料デブリ量は溶け落ちる前の燃料集合体とほぼ等しいと推定した。また，3 号機では，圧力容器の底部にも強い吸収はなく，燃料デブリは格納容器へと解け落ちたと推定できる。
これらの観測により当初から予定していた 3 基の原子炉における評価を完遂した。最近
ではカメラによる撮影が可能となっているが，圧力容器内の燃料デブリを定量的に評価できる唯一の手法としてミューオンラジオグラフィーは重要な役割を果たした。筑波大チームは検出器の設計と建設を行い，データ解析でも主要な貢献を果たした。観測データの解析を進めると，水平方向のミュー粒子の運動量分布の不定性が大きな系統誤差をあたえることが分かってきた。そこで，実際に，最大 9.5 ｍ長の鉄を検出器層の間に挟み，レンジを測定する装置を KEK に整備し，1 年間にわたる観測を経て，水平宇宙線ミュー粒子の運動量分布を学術論文として発表した。図 23 には測定のセットアップと宇宙線ミューオンフラックスの主な測定結果を示す。

【10】

外部資金

1. 科学研究費 新学術領域研究「ニュートリノフロンティアの融合と進化」 2013 – 2017年度
計画研究 B02：「宇宙背景ニュートリノの崩壊探索に用いる超伝導赤外線検出器の開図 23: （左）水平方向宇宙線ミュー粒子の運動量測定をするためのセットアップ。5 層の位置検出器の間に鉄ブロックをはさみ，レンジ法により運動量を求めた。（右）宇宙線ミュー粒子のフラックス。天頂角 75◦ の領域
では文献データとと矛盾ない結果を得，水平方向のデータを新たに加えた。

発」，研究代表者：金 信弘，研究分担者：吉田拓生，武内勇司
12,090 千円（直接経費 9,300 千円，間接経費 2,790 千円） (2017 年度)

2. 科学研究費 挑戦的萌芽研究「半導体 SOI 回路と超伝導検出器 STJ の融合による革新的高感度検出器の開発」 2016 – 2018 年度，研究代表者：武内勇司
1,300 千円（直接経費 1,000 千円，間接経費 300 千円）(2017 年度)
3. 日米科学技術協力事業（高エネルギー物理分野）特別枠
日本側研究代表者：武内 勇司
物件費 84 千円，派遣旅費 834 千円 (2017 年度)
4. 科学研究費 若手研究（B）「高発光量ヨウ化物シンチレータによる宇宙暗黒物質探索のための基礎研究」2016 – 2017 年度，研究代表者：飯田崇史
2,340 千円（直接経費 1,800 千円，間接経費 540 千円） （2017 年度）
5. 科学研究費 新学術領域研究「ニュートリノフロンティアの融合と進化」 公募研究
「セルフトリガー可能な 24Na 線源の開発と CaF2 検出器の低バックグラウンド化」2016– 2017 年度, 研究代表者：飯田崇史
2,990 千円（直接経費 2,300 千円，間接経費 690 千円） （2017 年度）
6. 東北大学金属材料研究所共同利用研究・若手萌芽研究「ヨウ化カルシウム（CaI2）シンチレータ結晶の開発と基礎物理への応用」2017 年度, 研究代表者：飯田崇史
230 千円（直接経費 230 千円） （2017 年度）
7. 科学研究費 新学術領域研究 「ヒッグス粒子発見後の素粒子物理学の新展開〜LHCによる真空と時空構造の解明〜」2016 – 2021 年度
計画研究 B01：「ヒッグス粒子で探る真空と世代構造」，研究分担者：受川史彦
10,530 千円（直接経費 8,100 千円，間接経費 2,430 千円）(2017 年度)
8. 科学研究費 新学術領域研究「３次元半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージン
グの展開」 2013 – 2017 年度
計画研究 C01：「高輝度加速器実験のための素粒子イメージング」，研究分担者：原和彦
1,560 千円（直接経費 1,200 千円，間接経費 360 千円）(2017 年度)

9. TIA かけはし「3 次元積層半導体量子イメージセンサの調査研究」
2016 年度 – 継続中，連携機関代表者：原和彦
100 千円（直接経費 100 千円）(2017 年度)
10. TIA かけはし「簡単・便利な超伝導計測―100 倍精度の計測を非専門家の手で」2016 年度 – 継続中，連携機関代表者：武内勇司
100 千円（直接経費 100 千円）(2017 年度)

【11】
(1)

研究発表

原著論文

1. T. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
Collaboration], “Observation of the Y (4140) structure in the J/ψϕ mass spectrumin B ± → J/ψϕK ± decays,” Mod. Phys. Lett. A 32, 1750139 (2017).
2. T. A. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al.
leptusing e+ e− pairs from γ ∗ /Z bosons[CDF Collaboration], “Measurement of sin2 θeﬀ
produced in pp̄ collisions at a center-of-momentum energy of 1.96 TeV,” Phys. Rev.
D 93, 112016 (2016) Addendum: [Phys. Rev. D 95, 119901 (2017)].
3. T. A. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
Collaboration], “Measurement of the D+ - Meson Production Cross Section at Low√
Transverse Momentum in pp̄ Collisions at s = 1.96 TeV,” Phys. Rev. D 95, 092006(2017).
4. T. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
Collaboration], “Measurement of the inclusive-isolated prompt-photon cross sectionin pp̄ collisions using the full CDF data set,” Phys. Rev. D 96, 092003 (2017).
5. T. A. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
Collaboration], “A search for the exotic meson X(5568) with the Collider Detector
at Fermilab,” Phys. Rev. Lett. 120, 202006 (2018).
6. T. A. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
and D0 Collaborations], “Combined Forward-Backward Asymmetry Measurements
in Top-Antitop Quark Production at the Tevatron,” Phys. Rev. Lett. 120, 042001(2018).
7. T. Aaltonen, K. Hara, S. H. Kim, K. Sato, Y. Takeuchi, F. Ukegawa et al. [CDF
Collaboration], “Search for Bs0 → µ+ µ− and B 0 → µ+ µ− decays with the full CDF
Run II data set,” Phys. Rev. D 87, 072003 (2013) Erratum: [Phys. Rev. D 97,
099901 (2018)].

8. G. Aad, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Topological cell clustering in the ATLAS calorimeters andits performance in LHC Run 1,” Eur. Phys. J. C 77, 490 (2017).
9. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Performance of the ATLAS Trigger System in 2015,” Eur.
Phys. J. C 77, 317 (2017).
10. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Jet energy scale measurements and their systematic√
uncertainties in proton-proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,”Phys. Rev. D 96, 072002 (2017).
11. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for new high-mass phenomena in the dilepton√
final state using 36 fb− 1 of proton-proton collision data at s = 13 TeV with the
ATLAS detector,” JHEP 1710, 182 (2017).
12. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for new phenomena in dijet events using 37 fb−1 of√pp collision data collected at s =13 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Rev. D
96, 052004 (2017).
13. G. Aad, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for lepton-flavour-violating decays of the Higgs andZ bosons with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 70 (2017).
14. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the tt̄ production cross-section using eµ√events with b-tagged jets in pp collisions at s=13 TeV with the ATLAS detector,”Phys. Lett. B 761, 136 (2016) Erratum: [Phys. Lett. B 772, 879 (2017).]
15. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Electron eﬃciency measurements with the ATLAS detector
using 2012 LHC protonproton collision data,” Eur. Phys. J. C 77, 195 (2017).
16. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Evidence for the H → bb decay with the ATLAS detector,”
JHEP 1712, 024 (2017).
17. G. Aad, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Performance of algorithms that reconstruct missing trans√verse momentum in s = 8 TeV proton-proton collisions in the ATLAS detector,”
Eur. Phys. J. C 77, 241 (2017).
18. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Precision measurement and interpretation of inclusive W +, W − and Z/γ ∗ production cross sections with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J.
C 77, 367 (2017).

19. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of long-range azimuthal anisotropies and√associated Fourier coeﬃcients for pp collisions at s = 5.02 and 13 TeV and p+Pb√
collisions at sNN = 5.02 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Rev. C 96, 024908(2017).
20. G. Aad, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the charge asymmetry in top-quark pair√
production in the lepton-plus-jets final state in pp collision data at s = 8 TeV with
the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 76, 87 (2016) Erratum: [Eur. Phys. J. C 77,
564 (2017).]
21. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the inclusive cross-sections of single√
top-quark and top-antiquark t-channel production in pp collisions at s = 13 TeV
with the ATLAS detector,” JHEP 1704, 086 (2017).
22. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for new resonances decaying to a W or Z boson and√a Higgs boson in the ℓ+ ℓ− bb̄, ℓνbb̄, and ν ν̄bb̄ channels with pp collisions at s = 13
TeV with the ATLAS detector,” Phys. Lett. B 765, 32 (2017).
23. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of multi-particle azimuthal correlationsin pp, p+Pb and low-multiplicity Pb+Pb collisions with the ATLAS detector,” Eur.
Phys. J. C 77, 428 (2017).
24. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Evidence for light-by-light scattering in heavy-ion
collisions with the ATLAS detector at the LHC,” Nature Phys. 13, 852 (2017).
25. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the tt̄Z and tt̄W production cross sections√
in multilepton final states using 3.2 fb−1 of pp collisions at s = 13 TeV with the
ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 40 (2017).
26. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for new phenomena in high-mass diphoton final√
states using 37 fb−1 of proton–proton collisions collected at s = 13 TeV with the
ATLAS detector,” Phys. Lett. B 775, 105 (2017).
27. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et√al. [ATLAS Collaboration], “Search for dark matter at s = 13 TeV in final states
containing an energetic photon and large missing transverse momentum with the
ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 393 (2017).
28. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for a scalar partner of the top quark in the jets plus

missing transverse momentum final state at
JHEP 1712, 085 (2017).

√
s=13 TeV with the ATLAS detector,”

29. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for heavy resonances decaying to a Z boson and a√photon in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Lett. B
764, 11 (2017).
30. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for direct top squark pair production in final√
states with two leptons in s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector,”
Eur. Phys. J. C 77, 898 (2017).
31. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for pair production of vector-like top quarks in√events with one lepton, jets, and missing transverse momentum in s = 13 TeV pp
collisions with the ATLAS detector,” JHEP 1708, 052 (2017).
32. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for supersymmetry in final states with two same√
sign or three leptons and jets using 36 fb−1 of s = 13 TeV pp collision data with
the ATLAS detector,” JHEP 1709, 084 (2017).
33. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for pair production of heavy vector-like quarks
decaying to high-pT W bosons and b quarks in the lepton-plus-jets final state in pp√
collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1710, 141 (2017).
34. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of jet fragmentation in Pb+Pb and pp√
collisions at sNN = 2.76 TeV with the ATLAS detector at the LHC,” Eur. Phys.
J. C 77, 379 (2017).
35. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the cross section for inclusive isolated√photon production in pp collisions at s = 13 TeV using the ATLAS detector,”Phys. Lett. B 770, 473 (2017).
36. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the prompt J/ ψ pair production cross√section in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C
77, 76 (2017).
37. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for dark matter in association with a Higgs boson√
decaying to b-quarks in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,”Phys. Lett. B 765, 11 (2017).

38. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Fiducial, total and diﬀerential cross-section measurementsof t-channel single top-quark production in pp collisions at 8 TeV using data collectedby the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 531 (2017).
39. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for top quark decays t → qH, with H → γγ, in√
s = 13 TeV pp collisions using the ATLAS detector,” JHEP 1710, 129 (2017).
40. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Reconstruction of primary vertices at the ATLAS
experiment in Run 1 protonproton collisions at the LHC,” Eur. Phys. J. C 77, 332(2017).
41. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of forward-backward multiplicity correlations in lead-lead, proton-lead, and proton-proton collisions with the ATLAS
detector,” Phys. Rev. C 95, 064914 (2017).
42. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for new phenomena in a lepton plus high jet√
multiplicity final state with the ATLAS experiment using s = 13 TeV protonproton collision data,” JHEP 1709, 088 (2017).
43. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the W boson polarisation in tt̄ events√from pp collisions at s = 8 TeV in the lepton + jets channel with ATLAS,” Eur.
Phys. J. C 77, 264 (2017).
44. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “A measurement of the calorimeter response to single
hadrons and determination of the jet energy scale uncertainty using LHC Run-1
pp-collision data with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 26 (2017).
45. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for heavy resonances decaying to a W or Z boson√and a Higgs boson in the q q̄ (′) bb̄ final state in pp collisions at s = 13 TeV with the
ATLAS detector,” Phys. Lett. B 774, 494 (2017).
46. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of the production cross section of a Z boson√in association with jets in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,”
Eur. Phys. J. C 77, 361 (2017).
47. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for new phenomena in events containing a sameflavour opposite-sign dilepton pair, jets, and large missing transverse momentum in√
s = 13 pp collisions with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 144 (2017).

48. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of W ± W ± vector-boson scattering andlimits on anomalous quartic gauge couplings with the ATLAS detector,” Phys. Rev.
D 96, 012007 (2017).
49. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for Heavy Higgs Bosons A/H Decaying to a Top√
Quark Pair in pp Collisions at s = 8 TeV with the ATLAS Detector,” Phys. Rev.
Lett. 119, 191803 (2017).
50. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for the dimuon decay of the Higgs boson in pp√
collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Rev. Lett. 119, 051802(2017).
51. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of top-quark pair diﬀerential cross-sections√in the eµ channel in pp collisions at s = 13 TeV using the ATLAS detector,” Eur.
Phys. J. C 77, 292 (2017).
52. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “High-ET isolated-photon plus jets production in pp√
collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” Nucl. Phys. B 918, 257 (2017).
53. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Searches for the Zγ decay mode of the Higgs boson√and for new high-mass resonances in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS
detector,” JHEP 1710, 112 (2017).
54. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Probing the W tb vertex structure in t-channel single√
top-quark production and decay in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS
detector,” JHEP 1704, 124 (2017).
55. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for squarks and gluinos in events with an isolated√
lepton, jets, and missing transverse momentum at s = 13 TeV with the ATLAS
detector,” Phys. Rev. D 96, 112010 (2017).
56. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for Dark Matter Produced in Association with a√
Higgs Boson Decaying to bb̄ using 36 fb−1 of pp collisions at s = 13 TeV with the
ATLAS Detector,” Phys. Rev. Lett. 119, 181804 (2017).
57. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the inclusive jet cross-sections in√
proton-proton collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1709,
020 (2017).

58. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for supersymmetry in events with b-tagged jets√and missing transverse momentum in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS
detector,” JHEP 1711, 195 (2017).
59. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for dark matter in association with a Higgs boson√
decaying to two photons at s = 13 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Rev. D
96, 112004 (2017).
60. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurements of electroweak W jj production andconstraints on anomalous gauge couplings with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J.
C 77, 474 (2017).
61. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurements of ψ(2S) and X(3872) → J/ψπ + π −√production in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1701,
117 (2017).
62. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the ZZ production cross section in proton√
proton collisions at s = 8 TeV using the ZZ → ℓ− ℓ+ ℓ′− ℓ′+ and ZZ → ℓ− ℓ+ ν ν̄channels with the ATLAS detector,” JHEP 1701, 099 (2017).
63. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of inclusive and diﬀerential cross sections in√
the H → ZZ ∗ → 4ℓ decay channel in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS
detector,” JHEP 1710, 132 (2017).
64. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the ttγ production cross section in√
proton-proton collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1711,
086 (2017).
65. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of integrated and diﬀerential cross sections√
for isolated photon pair production in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS
detector,” Phys. Rev. D 95, 112005 (2017).
66. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of top-quark pair to Z-boson cross-section√
ratios at s = 13, 8, 7 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1702, 117 (2017).
67. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for anomalous electroweak production of W W/W Z√
in association with a high-mass dijet system in pp collisions at s = 8 TeV with the
ATLAS detector,” Phys. Rev. D 95, 032001 (2017).

68. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of top quark spin observables in tt events√using dilepton final states in s = 8 TeV pp collisions with the ATLAS detector,”
JHEP 1703, 113 (2017).
69. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Measurements of top-quark pair diﬀerential cross√sections in the lepton+jets channel in pp collisions at s = 13 TeV using the ATLAS
detector,” JHEP 1711, 191 (2017).
70. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of jet pT correlations in Pb+Pb and pp√
collisions at sNN = 2.76 TeV with the ATLAS detector,” Phys. Lett. B 774, 379(2017).
71. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Performance of the ATLAS Track Reconstruction
Algorithms in Dense Environments in LHC Run 2,” Eur. Phys. J. C 77, 673 (2017).
72. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Analysis of the W tb vertex from the measurement of
triple-diﬀerential angular decay rates of single top quarks produced in the t-channel√
at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1712, 017 (2017).
73. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Determination of the strong coupling constant αs from√transverse energy-energy correlations in multijet events at s = 8 TeV using the
ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 872 (2017).
74. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Search for direct top squark pair production in events√with a Higgs or Z boson, and missing transverse momentum in s = 13 TeV pp
collisions with the ATLAS detector,” JHEP 1708, 006 (2017).
75. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of charged-particle distributions sensitive√
to the underlying event in s = 13 TeV proton-proton collisions with the ATLAS
detector at the LHC,” JHEP 1703, 157 (2017).
76. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for triboson W ± W ± W ∓ production in pp collisions√
at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 141 (2017).
77. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Studies of Zγ production in association with a high-mass√
dijet system in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1707,
107 (2017).

78. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Top-quark mass measurement in the all-hadronic tt decay√
channel at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1709, 118 (2017).
79. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of jet activity produced in top-quark eventswith an electron, a muon and two b-tagged jets in the final state in pp collisions at√
s = 13 TeV with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 220 (2017).
80. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of W boson angular distributions in events√with high transverse momentum jets at s = 8 TeV using the ATLAS detector,”Phys. Lett. B 765, 132 (2017).
81. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the W + W − production cross section in pp√
collisions at a centre-of-mass energy of s = 13 TeV with the ATLAS experiment,”
Phys. Lett. B 773, 354 (2017).
82. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurements of charge and CP asymmetries in b-hadron
decays using top-quark events collected by the ATLAS detector in pp collisions at√
s = 8 TeV,” JHEP 1702, 071 (2017).
83. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Search for new phenomena with large jet multiplicities andmissing transverse momentum using large-radius jets and flavour-tagging at ATLAS
in 13 TeV pp collisions,” JHEP 1712, 034 (2017).
84. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Femtoscopy with identified charged pions in proton-lead√collisions at sNN = 5.02 TeV with ATLAS,” Phys. Rev. C 96, 064908 (2017).
85. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of lepton diﬀerential distributions and the√
top quark mass in tt̄ production in pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS
detector,” Eur. Phys. J. C 77, 804 (2017).
86. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of W W/W Z → ℓνqq ′ production withthe hadronically decaying boson reconstructed as one or two jets in pp collisions at√
s = 8 TeV with ATLAS, and constraints on anomalous gauge couplings,” Eur.
Phys. J. C 77, 563 (2017).
87. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Identification and rejection of pile-up jets at highpseudorapidity with the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77, 580 (2017). Erratum:[Eur. Phys. J. C 77, 712 (2017).]

88. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Jet reconstruction and performance using particle flow
with the ATLAS Detector,” Eur. Phys. J. C 77, 466 (2017).
89. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa
et al. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the cross-section for electroweak√
production of dijets in association with a Z boson in pp collisions at s = 13 TeV
with the ATLAS detector,” Phys. Lett. B 775, 206 (2017).
90. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Study of W W γ and W Zγ production in pp collisions√
at s = 8 TeV and search for anomalous quartic gauge couplings with the ATLAS
experiment,” Eur. Phys. J. C 77, 646 (2017).
91. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Study of the material of the ATLAS inner detector for
Run 2 of the LHC,” JINST 12, P12009 (2017).
92. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the kt splitting scales in Z → ℓℓ events in√
pp collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector,” JHEP 1708, 026 (2017).
93. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of detector-corrected observables sensitive tothe anomalous production of events with jets and large missing transverse momentum√
in pp collisions at s = 13 TeV using the ATLAS detector,” Eur. Phys. J. C 77,
765 (2017).
94. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of b-hadron pair production with the ATLAS√
detector in proton-proton collisions at s = 8 TeV,” JHEP 1711, 062 (2017).
95. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Study of ordered hadron chains with the ATLAS detector,”Phys. Rev. D 96, 092008 (2017).
96. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Measurement of the tt̄ production cross section in the τ√+ jets final state in pp collisions at s = 8 TeV using the ATLAS detector,” Phys.
Rev. D 95, 072003 (2017).
97. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa etal. [ATLAS Collaboration], “Measurement of the Drell-Yan triple-diﬀerential cross√section in pp collisions at s = 8 TeV,” JHEP 1712, 059 (2017).
98. M. Aaboud, K. Hara, Y. Ikegami, S. H. Kim, H. Okawa, K. Sato, F. Ukegawa et al.
[ATLAS Collaboration], “Performance of the ATLAS Transition Radiation Tracker
in Run 1 of the LHC: tracker properties,” JINST 12, P05002 (2017).

99. M. Yamada, K. Hara et al., “Development of monolithic pixel detector with SOI
technology for the ILC vertex detector”, JINST 13 (2018) C01037.
100. T. Miyoshi, K. Hara et al., “Front-end electronics of double SOI X-ray imaging
sensors”, JINST 12 (2017) C02004.
101. Y. Unno, Y. Ikegami, K. Hara et al., “Development of n+ -in-p planar pixel quadsensor flip-chipped with FE-I4 readout ASICs”, JINST 12 (2017) C01084.
102. H. Fujii, K. Hara, S. H. Kim et al., “Detection of on-surface objects with an undergroung radiography system using cosmic-ray”, PTEP 2017, 053C01.
103. H. Fujii, K. Hara, S. H. Kim et al., “Integrated cosmic muon flux in the zenith angle
range 0 < cos θ < 0.37 for momentum threshold up to 11.6 GeV/c”, PTEP 2017,
123C01.
104. K. Kamada, T. Iida, et al., “Single crystal growth and scintillation properties ofCa(Cl, Br, I)2 single crystal”,
Ceramics International, 43 (Suppl. 1), S423-S427 (2017).
105. K. Nakajima, T. Iida, et al., “Background studies of high energy γ rays from (n, γ)
reactions in the CANDLES experiment”,
Astroparticle Physics, 100, 54-60 (2018).
106. 金 信弘，受川史彦，「CDF 実験 30 年の軌跡と物理成果」，日本物理学会誌 60, 388(2017).

(2)

会議・研究会報告書

1. 若狭玲那，金信弘，武内勇司，飯田崇史，武政健一，永田和樹，浅野千紗，笠島誠嘉，
菅野洋信，COBAND 実験メンバー，“COBAND 実験に向けた極低温増幅器の研究開発”, 電子情報通信学会技術研究報告 SCE, 117(223), 5-8 (2017).
2. K. Nakajima, T. Iida, et al., “Performance of updated shielding system in CANDLES”,
AIP Conference Proceedings 1921(1):060003 (2018).
3. W. M. Chan, T. Iida, et al., “Development of CANDLES Low Background HPGe
Detector and Half-life Measurement of 180 Tam ”,
AIP Conference Proceedings 1921, 030004 (2018).

(3)

学会・研究会での講演・ポスター発表（国内）

1. 浅野千紗：ニュートリノ崩壊光探索実験における STJ 検出器較正用光源の開発，
第 7 回高エネルギー春の学校（2017 年 5 月 18–20 日），滋賀県大津市北小松，湖邸滋
びわこクラブ．

2. 原和彦：FNAL, Test Beam の結果 FPIX，
第 8 回新学術領域研究会「３次元半導体検出器で切り拓く新たな量子イメージングの展開」（2017 年 6 月 29 − 30 日），宮崎大学． (招待講演)
3. 鈴木淳貴：HL-LHC 実験 ATLAS 検出器のアップグレードに向けたプラナー型微細ピ
クセル検出器の性能評価 1，
日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
4. 本多俊介：LHC-ATLAS 実験 Run2 における H → bb̄ 崩壊過程でのヒッグス粒子 tt̄H
生成過程探索，日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
5. 大川英希：ATLAS 実験 13TeV データを使ったヒッグスなどの測定と新物理探索，
日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学． （企画講演）
6. 和田冴：ATLAS エンドキャップ用 R0 シリコンストリップセンサーの基礎特性評価，
日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
7. 浅野千紗：COBAND 実験のための SOI-STJ の研究開発 III,日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
8. 若狭玲那：COBAND 実験のための SOI-STJ の研究開発 IV,
日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
9. 武政健一：COBAND 実験のための Hf-STJ の研究開発 II,
日本物理学会 2017 年秋季大会（2017 年 9 月 12–15 日），宇都宮大学．
10. 武政健一：COBAND 実験に用いる Hf-STJ の開発研究，
超伝導エレクトロニクス研究会 (SCE)（2017 年 10 月 4–5 日），東北大学片平キャン
パス．
11. 若狭玲那：COBAND 実験に向けた極低温増幅器の研究開発，
超伝導エレクトロニクス研究会 (SCE)（2017 年 10 月 4–5 日），東北大学片平キャン
パス．
12. 飯田崇史：CaI2 シンチレータの開発，
Scintillator for Medical, Astroparticle and Environmental Radiation Techniques 2017
（SMART2017）（2017 年 11 月 11 日），蔵王温泉ホテル樹林． （招待講演）
13. 大川英希：素粒子実験における多変量解析・機械学習・深層学習などのビッグデータ
解析− LHC-ATLAS 実験を例に，大規模複雑データの理論と方法論，及び，関連分野への応用（2017 年 12 月 1–3 日），
筑波大学． （招待講演）
14. 金信弘：Introduction to Development of Superconducting Infrared Photon Detector
for Cosmic Background Neutrino Decay Search,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル．

15. 武内勇司：Development of Far-infrared Spectrophotometers based on Superconducting Tunnel Junction (STJ) for COBAND Experiment,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル．
16. 武内勇司：Feasibility of sub-GeV mass dark matter search using STJ detector for
COBAND experiment,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル． （ポスター発表）
17. 武政健一：R&D status of Hf-STJ,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル．
18. 若狭玲那：Development of cryogenic SOI amplifier for COBAND experiment,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル．
19. 浅野千紗：Single Photon Detection by Nb/Al-STJ with Cryogenic SOI Amplifier for
COBAND experiment,
新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2017（2017 年 12 月 11–13 日），
滋賀県大津市琵琶湖グランドホテル． （ポスター発表）
20. 原和彦：ITK Strip Detector，
ATLAS 日本シリコンワークショップ（2017 年 12 月 20 − 21 日），大阪大学.
21. 飯田崇史：チュートリアル講演：シンチレータの原理と応用例，
第 4 回超新星ニュートリノ研究会（2018 年 1 月 9 日），箱根・強羅青雲荘． （招待講演）
22. 原和彦，他：宇宙線ミュー粒子を用いた福島第一原子力発電所１−３号炉の核燃料デブリの観測，TIA 光量子シンポジウム（2018 年 2 月 7 日），つくば国際会議場． （ポスター発表）
23. 和田冴，原和彦，他：４次元飛跡検出器のための内部増幅機能付きシリコン LGAD の開発研究，
TIA 光量子シンポジウム（2018 年 2 月 7 日），つくば国際会議場． （ポスター発表）
24. 岩波四季恵，原和彦，他：SOI 技術を用いた高位置分解能中性子検出器の開発研究，
TIA 光量子シンポジウム（2018 年 2 月 7 日），つくば国際会議場． （ポスター発表）
25. 鈴木淳貴：HL-LHC ATLAS 検出器アップグレードに向けたストリップセンサーにおける IV 長期安定性と湿度依存性，
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
26. 内山和貴：ATLAS 検出器アップグレードに向けたピクセル検出器の性能評価，
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．

27. 本多俊介：LHC-ATLAS 実験 Run2 における H → bb̄ 崩壊過程でのヒッグス粒子 tt̄H
生成過程探索結果，
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
28. 大鳴匡至：内部増幅機能つき半導体検出器 (LGAD) の中性子照射損傷の評価，
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
29. 和田冴：内部増幅機能付き検出器 (LGAD) の基礎特性評価，
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
30. 若狭玲那：COBAND 実験のための SOI-STJ の研究開発 VI,
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
31. 笠島誠嘉：COBAND 実験極低温増幅器開発に向けた FD-SOI FET 極低温特性の測定,
日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．
32. 武政健一：COBAND 実験のための Hf-STJ の研究開発 III,日本物理学会第 73 回年次大会（2018 年 3 月 22–25 日），東京理科大学野田キャンパス．

(4)

国際会議・研究会での口頭発表

1. H. Okawa, “Search for Dark Matter in Events with a Single Boson and Missing
Transverse Momentum using the ATLAS Detector”,
An Alpine LHC Physics Summit (ALPS) 2017, April 17 – 22, 2017, Tirol, Austria.
(招待講演）
2. K. Sato, “Search for neutral and charged BSM Higgs Bosons with the ATLAS detector”,
Phenomenology 2017 Symposium, May 5 – 8, 2017, Pittsburgh, USA. (招待講演）
3. S. Honda, “Measurement of cross sections and couplings of the Higgs Boson using
the ATLAS detector”,
QCD17, 20th High-Energy Physics International Conference in Quantum Chromodynamics, July 3 – 7, 2017, Montpellier, France. (招待講演）
4. S. Honda, “Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with
top quarks and decaying into bb̄ in the ATLAS detector”,
3rd International Conference on Particle Physics and Astrophysics, October 2 – 5,2017, Moscow, Russia. (招待講演）
5. H. Okawa, “Latest LHC Results & Prospects on Measurements & Searches in the
Higgs Sector”,
20th New Higgs Working Group Meeting, August 18 – 19, 2017, Osaka, Japan. (招待講演）
6. H. Okawa, “Highlights of LHC Higgs Results, Related Searches & Prospects for
Future”,

21st New Higgs Working Group Meeting, December 22 – 23, 2017, Osaka, Japan.
(招待講演）
7. K. Hara, “Fine Pixel Detector FPIX Developed Based on SOI Technology”,
Technology and Instrumentation in Particle Physics 2017 (TIPP 2017), May 22 –26, 2017, Beijing, China.
8. S.H. Kim et al., “Development of Superconducting Tunnel Junction Photon Detectors with Cryogenic Preamplifier for COBAND experiment”,
Technology and Instrumentation in Particle Physics 2017 (TIPP 2017), May 22 –26, 2017, Beijing, China.
9. Y.Takeuchi et al., “Development of STJ with FD-SOI cryogenic amplifier as a farinfrared single photon detector for COBAND experiment”,
17th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD-17), July 17 –21, 2017, Fukuoka, Japan.
10. K. Hara, “Recent Development of Silicon-on-Insulator Pixel Devices”, VERTEX2017,
September 10 – 15, 2017, Les Caldas, Spain.
(招待講演)
11. S. B. Kim, “New Results from RENO”,
Tsukuba Global Science Week 2017 (TGSW2017), September 25 – 27, 2017, EPOCHAL
Tsukuba, Tsukuba-shi, Japan. (招待講演）
12. T. Iida, “COBAND Project for Cosmic Background Neutrino Decay Search andRocket Experiment Design”,
Tsukuba Global Science Week 2017 (TGSW2017), September 25 – 27, 2017, EPOCHAL
Tsukuba, Tsukuba-shi, Japan. (招待講演）
13. K. Takemasa, “Status of Photo-Detector Development Based on STJs for COBAND
Project”,
Tsukuba Global Science Week 2017 (TGSW2017), September 25 – 27, 2017, EPOCHAL
Tsukuba, Tsukuba-shi, Japan. (招待講演）
14. H. Okawa, “Highlights from the ATLAS Experiment”,
Tsukuba Global Science Week 2017 (TGSW2017), September 25 – 27, 2017, EPOCHAL
Tsukuba, Tsukuba-shi, Japan. (招待講演）
15. Y. Takeuchi, “Superconducting Tunnel Junction Detectors”,
18th International Workshop on Next generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN17), October 26 – 28, 2017, University of Warwick, Coventry, UK. (招待講演）
16. K. Takemasa et al., “Development of Superconducting Tunnel Junction Detector
and Cold Amplifier for COBAND experiment”,
International Workshop on Superconducting Sensors & Detectors (IWSSD2016),
Nov. 14 – 16, 2016, AIST Tsukuba Campus, Tsukuba-shi, Japan17. S. H. Kim et al., “Cosmic Background Neutrino Decay Search - COBAND experiment”,
Unification and Development of the Neutrino Science Frontier, March 5 – 6, 2018,
Kyoto University, Kyoto, Japan. (招待講演）
18. Y. Takeuchi, “Division of Elementary Particles”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan. (招待講演）
19. K. Hara, “Division for Development of Photon and Particle Detectors”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan. (招待講演）
20. S. B. Kim, “Reactor Neutrino Physics and Prospect”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan. (招待講演）
21. Y. Takeuchi, “Introduction to COBAND project”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
22. A. Kasajima, “ Measurements of SOI FETs at Cryogenic Temperature”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
23. C. Asano, “R&D Status of Nb/Al-STJ with Cryogenic SOI amplifier for COBAND”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
24. K. Takemasa, “R&D Status of Hf-STJ for COBAND”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
25. T. Yoshida, “R&D Status of FIR source for STJ calibration for COBAND”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
26. J. Suzuki, “Development of ATLAS Pixel Detectors for the HL-LHC”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
27. R. Wakasa, “R&D of quantum photo-sensor based on superconductor with cryo-SOI
readout”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
28. S. Wada, “Low-Gain Avalanche Detector (LGAD) for 4D Tracking”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.

29. K. Hara, “Silicon-on-Insulator (SOI) Pixel Detector”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
30. K. Sato, “Standard Model measurements at the ATLAS experiment”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
31. H. Okawa, “Searches for physics beyond the Standard Model at the ATLAS experiment”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
32. S. Honda, “Search for the Higgs boson produced in association with top quarks anddecaying into bottom quarks with the ATLAS detector”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
33. M. Hagihara, “Search for charged Higgs bosons decaying into top and bottom quarks
in pp collisions at 13 TeV with the ATLAS detector”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
34. Y. Ikegami, “Status of the ATLAS inner tracker for the Phase II upgrade”,
Inaugural Symposium, Tomonaga Center for the History of the Universe, March 26– 27, 2018, Tsukuba, Japan.
35. H. Okawa, “Unveiling the Higgs & Dark Sectors at the LHC”,
Seminar at the University of Science and Technology of China, Hefei, China, January
11, 2018.
36. S. H. Kim, “Cosmic Background Neutrino Decay Search - COBAND Experiment -”,NAPP Seminar, April 28, 2017, Seoul National University, Seoul, Korea.
37. S. H. Kim, “Cosmic Background Neutrino Decay Search - COBAND Experiment -”,KASI Colloquium, Julu 19, 2017, KASI, Taejong, Korea.
38. S. H. Kim, “Cosmic Background Neutrino Decay Search - COBAND Experiment Continuous Spectral Measurement in Far-Infrared Region using STJ”,
Research Technique Seminar, November 21, 2017, FNAL, Illinoise, USA.
39. K. Takemasa, “R&D status of Hf-STJ”,
Seminar at KAIST, March 16, 2018, KAIST, Taejong, Korea.
40. S. H. Kim, “Cosmic Background Neutrino Decay Search - COBAND Experiment Continuous Spectral Measurement in Far-Infrared Region using STJ“,KNRC seminar, March 19, 2018, Seoul National University, Seoul, Korea.

(5)国際会議・研究会でのポスター発表

1. K. Takemasa et al., “Development of Superconducting Tunnel Junction Detector
using Hafnium for COBAND experiment”,
Technology and Instrumentation in Particle Physics 2017 (TIPP 2017), May 22 –26, 2017, Beijing, China.
(ポスター発表）
2. T. Iida et al., “Astro-particle physics with newly developed inorganic scintillator”,
8th International Conference on New Development In Photodetection (NDIP17),
July 3 – 7, 2017, Tours, France.
(ポスター発表）
3. T. Iida et al., “Multi-purpose detector using high light yield CaI2 crystal”,
XV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics(TAUP2017), July 24 – 28, 2017, Sudbury, Canada.
(ポスター発表）
4. Y. Furuya, T. Iida et al., “Crystal growth and scintillation properties of Eu doped
Ca(Brx I1−x )2 solid solution”,
7th International Workshop on Photoluminescence in Rare Earths: Photonic Materials and Devices （PRE’ 17）, November 30 – December 2, 2017, Rome, Italy.
(ポスター発表）
5. C. Asano et al., “STJ detector developments for the Cosmic Background Neutrino
Decay experiment”,
TGSW-IWP2017, Interdisciplinary Workshop on Science and Patents, September 25– 27, 2017, EPOCHAL Tsukuba, Tsukuba-shi, Japan.
(ポスター発表）
6. R. Wakasa et al., “R&D of cryogenic SOI amplifier for COBAND experiment”,
Unification and Development of the Neutrino Science Frontier, March 5 – 6, 2018,
Kyoto University, Kyoto, Japan.
(ポスター発表）

(6)

学位論文

博士論文
大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻，2018 年 2 月

1. 萩原 睦人：Search for charged Higgs bosons decaying into top and bottom quarks in
pp collisions at 13 TeV with the ATLAS detector （重心系エネルギー 13TeV の陽子
陽子衝突における ATLAS 検出器を用いた tb に崩壊する荷電ヒッグス粒子の探索）
2. 本多 俊介：Search for the Higgs Boson Produced in Association with Top Quarks
and Decaying into Bottom Quarks with the ATLAS Detector （ATLAS 検出器を用いたトップクォーク・ヒッグス粒子随伴生成の H → bb̄ 崩壊様式での探索）

修士論文
大学院 数理物質科学研究科 物理学専攻，2018 年 2 月

1. 遠藤

駿：テストビームによる高精細 SOI ピクセル検出器の性能評価

2. 鈴木 淳貴：HL-LHC 用 ATLAS シリコンピクセル検出器の微細化及びシリコン検出器における IV 長期安定性の研究
3. 若狭 玲那：COBAND 実験に向けた STJ 光応答信号増幅のための極低温電荷積分型前
置増幅器の研究開発【構成員の異動】2018 年 4 月：金信弘特命教授が着任．