LHCHiggs2015-A0v5, http://atlas.kek.jp/sub/poster/index.html (last update 2015.9.9 T. Kondo)
2015年夏までの成果:ヒッグス粒子発見から精密測定へ
2012年7月4日 ヒッグス粒子と考えられる新粒子を発見
質量の起源として存在が1960年代から予言されていたヒッグス粒子は、質量は予測が難しく、LHCでは
100GeV-1,000GeVの範囲を広く探索してきた。そして質量 125 GeV 付近に新しい粒子を発見した!
H→ ZZ
H→ γγ
CERN歴代の所長さんたち
3.6 s
4.5s
H→ WW
4つのミュー粒子を検出した事象(質量は125.1 GeV)
祝賀会(ATLAS Higgs WG)
2.8s
pT (muons)= 36.1, 47.5, 26.4, 71 .7GeV
m12= 86.3 GeV, m34= 31.6 GeV, 15 reconstructed vertices
ヒッグス粒子の精密測定へ
質量測定
LHC実験はヒッグス粒子発見だけでなくその精密測定も可能にする能力を持つ。2012年末までに取得した
データを精密に調べてきた結果、新粒子が標準理論ヒッグス粒子と矛盾しないことがより鮮明になってきた。
追加データで統計精度が上がった。
H→ZZ→4 leptons
H→ γγ
日本の新聞(2012年7月5日朝刊)
標準理論との比較
標準ヒッグス粒子のいろいろな崩壊モード
において、バックグランドを差し引いた信号
の頻度を標準理論の予想頻度と比較した。
標準理論の予想
(KF=1.0, KV=1.0)
KF
6.6 s
7.4 s
ヒッグス粒子の質量は
125.09±0.21±0.11 GeV
統計誤差
標準理論の予想
KV
系統誤差
すでに0.2%の精度 !!
ATLASとCMSの合同結果(2015 3)
スピン・パリティ測定
2013年4月
標準理論のヒッグス粒子はスピンJ = 0 パリティ P = + をもつはず。
γγに崩壊するので新粒子はスピン1ではない。崩壊した4個のレ
プトン(e,m)や2つのγの角度相関分布を測り、親粒子をスピンパ
リティ JP=0+, 0-, 2+ などと仮定した場合との一致度を調べた。
ヒッグス粒子とフェルミオン, ボゾンとの結
合強さKF, KV の許容される範囲を求めた。
0- (赤),
0+(青),
データ(黒)
JP=
2+(赤),
0+(青),
データ(黒)
結論:発見された新粒子のスピンは0、パリティは+である。
2015年9月現在
湯川カップリングの確認
ヒッグス場は弱い力を伝えるWや
Z粒子が質量をもつようにするた
めに導入された。ところが副産物
として、電子やクォークなどフェ
ルミオンの有限質量も同時に説
明できる。その場合、ヒッグス粒
子とフェルミオン f を結ぶ力の強
さλ(湯川カップリングと呼ぶ)は
LYukawa 
JP=
標準理論からのズレはない !!
mf
246 GeV
 f  H f  m f  f  f
のようにフェルミオンの質量 mf
に比例するはずである。
湯川カップリングと粒子の質量の相関。点線は
標準理論による予言値 (2015.9.1 ATLAS+CMS)
ダウンロード

2015v5(A0)