計画研究 A03
陽子反陽子衝突実験CDFによるトップとボトム・フレーバーの物理
概要
宇宙の始まりと言われるビッグバンの後、どのようにして反物質が消えて物質が生き残り、質量を獲得したかという謎を解明することは、素粒子物理の最重要課題の一つです。この質量獲得の謎を解明する鍵がヒッグス粒子の存在です。素粒子標準模型ではヒッグス粒子が他の粒子の動きを妨げることで素粒子に質量を与えると考えられていますが、ヒッグス粒子は未だ発見されていません。この未発見のヒッグス粒子の質量をトップクォークの質量とWボソンの質量から間接的に測定することができます。
米国フェルミ研究所におけるテバトロン陽子反陽子衝突器は、ヨーロッパCERN研究所のLHCハドロン衝突器が本格稼働するまでは、唯一トップクォークを生成できる加速器です。CDF実験では1994年にトップクォーク生成の証拠を見つけ、1995年には同じテバトロンのもう一つの実験グループであるD0実験と共にトップクォークの生成を確認しました。
小林・益川理論を含む素粒子の標準理論は非常な成功を収めています。しかし、研究者は標準理論を超える新現象を探索しています。それは、素粒子が従っている法則が、より深い階層で理解できると期待するからです。フェルミオンの中で最も（あるいは異常に）重いトップクォークの生成崩壊を精密に測定することは、単に小林益川混合行列に対する知見を与えるにとどまらず、標準理論の枠組を超える物理に到達できる可能性を有しています。さらにボトムクォークフレーバーの研究については、Bファクトリーでは生成できない重いBs, Bc, Λb 粒子の生成崩壊測定により小林益川混合行列の測定精度をあげることが期待されています。
参考サイト
News@KEK [http://www.kek.jp/newskek/2005/mayjun/topquark.html]
News@KEK [http://www.kek.jp/newskek/2006/mayjun/CDFBs.html]
筑波大学大学院数理物質科学研究科 素粒子実験研究室 [http://hep-www.px.tsukuba.ac.jp/]
早稲田大学 素粒子実験室 [http://www2.kylab.sci.waseda.ac.jp/]
大阪市立大学大学院理学研究科 高エネルギー物理研究室 [http://ocupc1.hep.osaka-cu.ac.jp/]
研究組織
| A03: 陽子反陽子衝突実験CDF によるトップとボトム・フレーバーの物理 | ||
|---|---|---|
| 研究代表者 | 金 信弘 | 筑波大学数理物質科学研究科 教授 |
| 研究分担者 | 受川 史彦 | 筑波大学数理物質科学研究科 教授 |
| 原 和彦 | 筑波大学数理物質科学研究科 准教授 | |
| 武内 勇司 | 筑波大学数理物質科学研究科 講師 | |
| 公募研究研究代表者 | 山本 和弘 | 大阪市立大学理学系 准教授 |
| 寄田 浩平 | 早稲田大学理工学術院 准教授 | |
主要論文
”Measurement of the tt-bar production cross section in pp-bar collisions at √s = 1.96 TeV using lepton + jets events with secondary vertex b-tagging”, D. Acosta, S. Kim, et al. The CDF Collaboration, Phys. Rev. D71, 052003 (2005).
”Measurement of the top quark mass with the Collider Detector at Fermilab”, T. Affolder, S. Kim, et al. The CDF Collaboration, Phys. Rev. D 63, 032003-1∼43 (2001).
”Observation of the Bc meson in pp¯ collisions at √s = 1.8 TeV”, F. Abe, S. Kim, et al. The CDF Collaboration, Phys. Rev. Lett. 81, 2432∼2437 (1998).
”Observation of top quark production in pp-bar collisions with the Collider Detector at Fermilab”, F. Abe, S. Kim, et al. The CDF Collaboration, Phys. Rev. Lett. 74, 2626∼2631 (1995).