昨年度N研で博士号を取得した麻田晴香さんが主解析者としてまとめた論文「Measurement of the top-quark mass using decays with a J/ψ meson at √s = 13 TeV with the ATLAS detector 」 がJournal of High Energy Physics誌に掲載されました。

本論文は、J/ψ → μμ 過程を崩壊チェーンの中に持つトップクォーク事象を使って、トップクォークの質量を測定した結果を報告しました。比較的精度良く検出できる、崩壊チェーンの中の荷電レプトンの運動学的特徴とトップクォーク質量が相関を持つことを利用することで、先行研究で支配的だったジェット再構成由来の系統誤差の抑制が期待できます。一方で、信号事象の崩壊分岐比が小さく解析に十分なデータ量の確保に工夫が必要であり、またシミュレーションモデルの不定性の影響を受けやすいという困難さもあります。LHC-ATLAS実験Run 2で取得した重心系エネルギー√s = 13 TeV、積分ルミノシティ140 fb^-1の陽子陽子衝突データに開発した解析手法を適用してトップクォーク質量を測定した結果は、m_top = 172.17 ± 0.80 (stat) ± 0.81 (syst) ± 1.07 (recoil) GeVでした。3つ目の誤差は、グルーオン反跳モデル由来の系統誤差で中央値は先行研究と一貫しています。統計誤差を先行研究と同じオーダーに抑えた上、ジェット再構成由来の誤差を100 MeV以下に抑制したことにより、この信号事象を使用した測定として初めて統合結果に有意に影響する可能性のある相補的な結果を得ました。麻田さんは主解析者の一人として、シミュレーションサンプルの効率的な生成や、フィット手法の最適化、系統誤差評価方法の改善などに貢献しました。

論文情報:
G. Aad et al., (The ATLAS collaboration) "Measurement of the top-quark mass using decays with a J/ψ meson at √s = 13 TeV with the ATLAS detector "
[JHEP 04 (2026) 099. DOI:10.1007/JHEP04(2026)099]