[論文レビュー] Les Houches 2017: Physics at TeV Colliders Standard Model Working Group Report

J. Bendavid, Fabrizio Caola+103 more|BOA (University of Milano-Bicocca)|Mar 21, 2018

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 29

ひとこと要約

本報告は、TeVスケールの衝突加速器における標準模型物理学における主な理論的・現象論的進展を要約し、精度の高いヒッグスおよび電弱測定、パートン分布関数、ジェットのサブストラクチャー、およびモンテカルロイベントジェネレータを焦点としている。LHCランIIのデータ解釈および今後の実験に備えるために不可欠な最新の計算手法、ツール、チューニング戦略を提示する。

ABSTRACT

This Report summarizes the proceedings of the 2017 Les Houches workshop on Physics at TeV Colliders. Session 1 dealt with (I) new developments relevant for high precision Standard Model calculations, (II) theoretical uncertainties and dataset dependence of parton distribution functions, (III) new developments in jet substructure techniques, (IV) issues in the theoretical description of the production of Standard Model Higgs bosons and how to relate experimental measurements, (V) phenomenological studies essential for comparing LHC data from Run II with theoretical predictions and projections for future measurements, and (VI) new developments in Monte Carlo event generators.

研究の動機と目的

• TeVスケールの衝突加速器に関連する最新の高精度標準模型計算の発展を要約すること。
• パートン分布関数（PDF）における理論的不確実性とデータセット依存性を評価すること。
• LHCにおける物理学的解析の向上を図るためのジェットサブストラクチャー分野における新技術をレビューすること。
• ヒッグスボソン生成における理論的課題と実験的測定との関連を扱うこと。
• LHCランIIのデータと理論的予測を比較するためのツールとフレームワークを提供し、今後の測定を予測すること。

提案手法

• 2017年レ・フーチュールスで開催されたTeV衝突加速器における物理学に関するワークショップの成果を統合し、世界的に著名な理論家および実験家からの貢献を反映する。
• 高次のQCD補正および再結合技術を含む、量子場理論分野における最近の進展を統合する。
• LHCランIIのデータを用いて、モンテカルロイベントジェネレータの性能とチューニングを評価する。
• 最新のジェットサブストラクチャーアルゴリズムを適用し、新しい物理の感受性および精密QCD測定の向上を図る。
• グローバルフィットとデータセット依存解析を用いて、PDFの不確実性がLHCの断面積予測に与える影響を評価する。
• パートンシャワー・モデルや行列要素マッチングスキームを含む、イベント生成のための新規ツールの開発と検証を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しい理論的計算は、ヒッグスボソンの信号強度予測の精度をどのように向上させるか？
• RQ2 PDFの決定における主な理論的不確実性の原因は何であり、それらは実験データセットにどのように依存するか？
• RQ3 最新のジェットサブストラクチャー技術は、ブースト状態のトップクォークおよびヒッグスボソンの崩壊生成物の分解能をどのように向上させるか？
• RQ4 次-leading order以降の精度で標準模型ヒッグスボソンの生成をモデル化する上で直面する主な課題は何か？
• RQ5 モンテカルロイベントジェネレータをLHCデータに体系的にチューニングすることで、シミュレーションの正確性をどのように向上させられるか？

主な発見

• 次々次の高次の（NNLO）QCD補正および改善された再結合技術のおかげで、ヒッグスボソン生成断面積における理論的不確実性が低減された。
• パートン分布関数は顕著なデータセット依存性を示しており、LHCランIIのデータから得られたグローバルPDFフィットは、異なるデータセット間で整合性が向上している。
• スクラブリングやマスドロップタギングを含むジェットサブストラクチャー技術は、ブースト状態のヒッグスおよびトップクォーク崩壊の感受性向上が実証された。
• SHERPA や Herwig++ などのモンテカルロイベントジェネレータは、LHCデータに成功裏にチューニングされ、bジェットおよびベクトルボソン＋ジェット最終状態における乖離が低減された。
• PDF4LHC15グローバルPDFセットは、LHCデータとグローバルフィットを統合するための堅牢なフレームワークを提供し、主要なプロセスにおけるPDF不確実性を低減した。
• マスを持つフェルミオンシャワーおよび改善された行列要素マージングを含む、イベント生成のための新規ツールは、シミュレートされた最終状態の正確性を顕著に向上させた。