2012年に、LHCにおいてヒッグス粒子が発見され、素粒子標準模型を構成する素粒子がすべて実験的に確認されました。このヒッグス粒子には謎が多く、例えば標準模型の中で唯一のスカラー粒子（スピン0）であったり、他の素粒子の質量の源であったり、特別な役割を担っています。そこで、ヒッグス粒子の性質を精密に調べることで、ヒッグス粒子が必要となる本質的な理由は何か？を探ります。例えば、ヒッグス粒子が2個同時に生成される事象の発生確率から、ヒッグス場に付随したポテンシャルを実験的にプローブすることができます。また、ヒッグス粒子は1種類しかない強い理由はありません。したがって、より重いO(100 GeV/c2)から1 TeV/c2の質量を持つヒッグス粒子の探索も行っています。ただし、このような事象の発生確率は非常に低く、膨大な背景事象の中からわずかな信号を見つけ出す必要があるため、高度なデータ解析技術が求められます。本研究室では、新しい半導体検出器を導入した際の物理感度向上をシミュレーションや、AIを取り入れた新しい解析手法の開発など、データ解析技術と検出器技術の合わせ技で、ヒッグスポテンシャルや新粒子の探索感度を向上させる研究も行っています。
（左）横運動量300 GeV以上の高運動量なヒッグス粒子信号（赤色の成分）。（右）現行ATLAS検出器（黒色）に対する、高輝度LHC用ATLAS検出器のタウレプトン再構成性能（赤色）の比較。
主な共同研究先：高エネルギー加速器研究機構、大阪大学、東京大学、南京大学、フライブルク大学、ワシントン大学など。