초록 ▼

연구의 목적 및 내용
일본에서 건설하고자 하는 국제선형가속기(Internationa Linear Collider, ILC) 및 중국에서 건설하고자 하는 CEPC (Circuar Electron Positron Collider)의 가장 중요한 목표는 CERN 거대강입자가속기(LHC)에서 발견된 힉스 입자에 대한 정밀한 연구이다. 이를 위하여 ILC의 빔 에너지는 250 GeV에서 시작할 것이다. 우리는 이러한 낮은 에너지에서 어떻게 새로운 입자 물리학을 검증할 수 있는지에 대한 현상론적 연구를 하였다. 또한 암흑 물질이 ILC에

연구의 목적 및 내용
일본에서 건설하고자 하는 국제선형가속기(Internationa Linear Collider, ILC) 및 중국에서 건설하고자 하는 CEPC (Circuar Electron Positron Collider)의 가장 중요한 목표는 CERN 거대강입자가속기(LHC)에서 발견된 힉스 입자에 대한 정밀한 연구이다. 이를 위하여 ILC의 빔 에너지는 250 GeV에서 시작할 것이다. 우리는 이러한 낮은 에너지에서 어떻게 새로운 입자 물리학을 검증할 수 있는지에 대한 현상론적 연구를 하였다. 또한 암흑 물질이 ILC에서 생성되어 사라질 경우 암흑 물질 입자의 질량을 측정하는 새로운 방법을 제시하였다.

연구결과
1. 전자-양전자 국제선형가속기(Internationa Linear Collider, ILC)에서 암흑 물질이 생성되었을 때 ILC에서만 검증할 수 있는 6개의 운동학적 분포를 통하여 암흑물질의 질량을 측정하는 방법에 대한 체계적인 연구를 하였다. 다양한 cusp의 존재를 바탕으로 우리는 암흑 물질 입자의 질량을 측정할 수 있다.

2. 현재 ILC와 동시에 논의되고 있는 것은 CEPC (Circular Electron Positron Collider)를 통하여 힉스 입자를 만드는 공장을 건설이다. 이를 위한 선행 연구로써 필수적인 것이 LHC 힉스 데이터의 분석이다. 우리는 이중 힉스 더블렛 모델의 모든 타입에서 LHC 힉스 데이터의 통합적 분석을 하였다. 이는 3단계의 연구를 통하여, 이중 힉스 더블렛 모델과 초창기 힉스 데이터의 상호관계, Run-2 최종 데이터와의 상호 관련성, 발견된 125 GeV 힉스 입자가 무거운 힉스인 경우 연구를 수행하였다.

3, 힉스 입자 붕괴 과정에서 나타나는 간섭 효과를 연구하였다. 힉스 입자가 LHC에서 생성되었다고 하더라도 평균 수명이 매우 짧기 때문에 힉스 입자는 다른 입자로 붕괴한다. 이러한 힉스 입자의 생성-붕괴가 다른 표준모형의 연속적 배경 현상과 간섭이 일어날 때, 특히 두 충돌진폭 사이에 복소수 위상이 있으면 기존의 공명 형태와는 매우 다른 시그널이 나타남을 보였다.

연구결과의 활용계획
LHC 가동을 계기로 향후 급격하게 변화하고 발전할 입자물리분야에서 차기 가속기인 ILC의 현상론을 선제적으로 연구한다. 이를 통하여 입자물리학의 난제인 계층성문제, 암흑물질 문제 등을 해결하는데 기여한다. 본 연구 수행을 통해 수치해석 등의 분야에서 새로 개발될 운동학적 연구방법은 핵물리, 천체물리, 응집물리 등을 포함하는 다양한 인접학문에 응용될 수 있을 것이다. 또한 우수한 연구 이력에서 안정적인 연구 환경을 제공함으로써 입자물리 프론티어 분야인 LHC 물리 연구에 연구 인력들이 지속적으로 참여할 기회를 제공한다.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents
According to the five-year road map of the KEK in Japan, Japan will build a new linear collider, based on the technical design of the International Linear Collider (ILC). The primary purpose of the ILC is the precision study of the Higgs boson. As a Higgs factory, the ILC energy

Purpose& contents
According to the five-year road map of the KEK in Japan, Japan will build a new linear collider, based on the technical design of the International Linear Collider (ILC). The primary purpose of the ILC is the precision study of the Higgs boson. As a Higgs factory, the ILC energy will start from about 250 GeV. We study new methods to probe new physics signal, based on the LHC results. In addition, we suggest how to measure the dark matter particle mass by using the clean detection environment at the ILC. Finally the interference effects of a resonance particle with continuum background are also studied.

Result
1. We have proposed a new method to determine the dark matter particle mass through antler topology process at the International Linear Collider (ILC). We study the kinematic cusps and endpoints of processes with the "antler topology". The fixed center-of-mass energy at a lepton collider makes many new physics processes suitable for the study of the antler decay topology.

2. We have studied the phenomenology of Two Higgs doublet models through the scans of the parameters with all relevant theoretical and experimental constraints. We employ not only the most up-to-date Higgs signal strength measurements, but also all the available LHC exclusion limits from heavy Higgs searches. Adjusting the heavier H0 to the 125 GeV state while hiding the lighter h0 from the LEP Higgs search prohibits the extreme decoupling limit.

3. We show that new resonance shapes-a pure dip, nothingness, and an enhanced pure peak􍾣can be produced from the interference between the resonance and continuum with a relative phase. Production conditions of those new shapes are derived based on a general parametrization of the interference. The narrow width approximation is modified to work with the nonzero imaginary part of interference, and the correction factor can characterize the resonance shape. We demonstrate that the new resonance shapes of heavy Higgs bosons in the type-II aligned two Higgs doublet model, generally show up in tt channel.

Expected Contribution
International Linear Collider (ILC) is highly expected project. Based on the phenomenological study of the dark matter particle mass, Two Higgs doublet models, and new resonance shapes, new physics search in particle physics shall be benefited.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 14
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 14
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 17
• 8. 연구성과 ... 17
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 21
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 21
• 11. 기타사항 ... 22
• 끝페이지 ... 22