HEP/MEG/ILC 研究諸々紹介

二次配布禁止2019 Apr.

勉強と研究

▪大学院のメインは研究– 今までにないものを生み出す。誰もわからないことをわかるようにする。

– 論理的な考え方を身につけ，自分の頭で考える。

▪ 勉強は研究の一部。– すでに知られていることを（知らずに）研究することは無駄。

教科書的本；例

▪ 検出器– Techniques For Nuclear And Particle Physics Experiments, Leo

– 放射線計測ハンドブック (第4版), Knoll

▪ 物理（標準理論）– クォークとレプトン，長嶋シリーズ（素粒子物理学の基礎〈1〉など）

– Elementary Particle Physics, O.Nachtmann

– Gauge Theory of elementary particle physics, T-P Cheng & L-F Li

▪ 統計・誤差– Statistics (R.J.Barlow), Statistical Methods in Experimental Physics

(Frederick James)

▪ Particle Data Book– Online: http://pdg.lbl.gov/

論文雑誌

▪ 検出器– Nucl. Instrum. Methods A (NIM-A), IEEE Trans. Nucl. Sci., JINST など

▪ 物理– Phys. Rev. Lett. (PRL), Phys. Rev. D, Nucl. Phys. B, Phys. Lett. B, EPJ-C など

▪ 東大内部のネットワークからアクセスすると，たいていの雑誌は Online でただで見られる。

arXiv

▪ Preprint: 正式に雑誌に掲載される前に最新結果を研究者で共有するために投稿された論文原稿

– 最新の情報をただで入手

▪ http://arxiv.org/– カテゴリーとして hep-ex は抑えておく

– 後は hep-ph, physics.ins-det など

– 登録するとメールで毎日最新の投稿論文の題目・概要を送ってくれるサービスがある。

▪ まずは登録（subscribe）して，毎日目を通す習慣をつけよう。

– 宛先: hep-ex@arxiv.org件名: subscribe Yusuke Uchiyama （←自分の名前）本文: （空）

のメールを送るだけ。（参考：https://arxiv.org/help/subscribe）

論文・プレプリ検索

▪ Inspire-hephttps://inspirehep.net/

▪ arXivhttp://arxiv.org/

MEG

▪ 勉強しておく。

▪ Upgrade proposal（古い），Design paper

▪ 先輩のD論

▪ 先輩の修論（日本語も多数）

▪ Muon と LFV のまとめ記事– Muon decay and physics beyond the standard model, Y. Kuno & Y. Okada,

Rev. Mod. Phys. 73, 151–202 (2001)

– Flavour physics of leptons and dipole moments, M. Radial et. al., Eur. Phys. J. C 57, 13–182 (2008)

– Flavour violating muon decays, T. Mori & W. Ootani, Prog. Part. Nucl. Phys. 79, 57–94 (2014)

ILC

▪ Technical Design Report (TDR)

▪ Detailed Baseline Design report (DBD)

▪ Physics case for the 250 GeV stage of the International Linear Collider https://arxiv.org/abs/1710.07621

▪ など。

Leptoquark

Extended Higgs sector

Super gravity

関連する物理

SUSY

Leptogenesis

Flavor symmetry

Little Higgs

Extra dimension

Left-right

symmetry

See-saw,νR

GUTSU(5), SO(10)

Z’

参考文献例

▪ SUSY– A supersymmetry primer, http://zippy.physics.niu.edu/primer.shtml

– 別冊・数理科学「超対称性理論」

– Weak scale supersymmetry, H. Baer & X. Tata

▪ 大統一理論– 群論

▪ Lie algebras in particle physics, H. Georgi (邦訳あり)

▪ 別冊・数理科学「物理のためのリー群とリー代数」

– Unification and Supersymmetry, R.N. Mohapatra

輪講などして頑張って読む？

関連する実験

▪ 過去の μLFV (MEGA, SINDRUM I,II, etc)

▪ 将来の μLFV (COMET, Mu2e, DeeMe, Mu3e)

▪ クォークのフレーバー・CPおよび τLFV (Belle (II), Babar, LHCb)

▪ Muon g–2 (E821@BNL, Fermilab, J-PARC)

▪ EDMs– e (ACMEなど多数), m (J-PARC), n (PSI, ILLなど)

▪ ν 振動 (SK, T2K, HK, Nova, DUNEなど)

▪ 0nbb (KamLAND-zen, EXO, GERDAなど多数)

▪ ATLAS, CMS, ILC

▪ 陽子崩壊 (SK, HK)

▪ Dark matter 探索 (Xenon, LUX, CDMS, CoGeNTなど多数)

▪ 宇宙観測 (CMB, ダークエネルギー)

論文輪講，学会や各種セミナー聴講などを通じて少しずつ知識を貯めてい

ければよい。

論文輪講

▪ 毎週火曜の研究室ミーティングの後に論文輪講を開催している。

▪ 学生・スタッフ・教授陣参加で回している。

▪ 最新の論文の紹介（→なんでもよい）。– 実験紹介，最新結果，理論，検出器開発，分野外，話題のトピックなどなど

– 論文を探す練習・読む練習，知識・視野を広げる，最新情報に追いつく

– 過去の発表資料

▪ http://tokyoelog.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/MEG/ にアーカイブしている。

– ここのElogの”輪講”をクリックして，アカウント: meg, パスワード: MEGのいつものでログイン。

研究内容のまとめや発表

▪ まとめや発表は研究そのものと同様に重要。 プレゼンし・議論して・批評を受ける。

– 毎週火曜，森・大谷研グループミーティング（通常スイス時間9時から。授業があるので1時間遅らせる【日本17時から】？）

学生は基本毎回自分の研究内容・計画等を発表報告するべし。(英語)

発表はスライドにまとめる。

▪ PowerPoint や keynote をうまくつかいこなせるように。 （Office は東大で無料でインストールできる。）

▪ 基本はシンプルにわかりやすく。のちに資料にもなるので，できるだけ具体的に。後から読んでもわかるように。

▪ 英語での表現にも慣れる。

▪ 資料は PDF 形式にして，MEG のウェブに必ずあげる。

– http://meg.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/restricted/minutes/190400/ （2019年4月）

– scp file.pdf muegamma@tkyice.icepp.s.u-tokyo.ac.jp:./html/restricted/minutes/190400

– 東京ミーティング（毎週？曜）東京での研究内容のミーティング

– 隔週水曜，MEG 全体のミーティング。解析・検出器準備の状況報告・議論

– 数か月に一度 MEG collaboration meeting▪ コラボレーターが一堂に会して議論する。主に PSI で，年に一度日本で，たまにその他の場所で。

▪ 学生も積極的に自分の仕事を報告する。

– なるべく早くコラボレーションデビューを目指そう。コラボレーションの中で存在感を。

– ILC関連ミーティング（CALICE-Asia, LCWSなど）

– 実験ノート▪ 公式実験ノートは Elog を使用。紙のノートはつけていない。

– Elog は各プロジェクト毎にある。 (https://elog.psi.ch/elogs/pixTC+General/http://tokyoelog.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/ILC/ など)

– 実験の詳細や結果等は具体的に他者にわかるようにしっかり記述すること（英語）。

– 論文やテクニカルノート▪ 研究成果が一段落したら，テクニカルノート（内部向け資料）にまとめる。

– http://elog.psi.ch/elogs/Technical+Notes/

▪ 重要な成果は論文雑誌に投稿。

▪ 修論（日本語 or 英語），博士論文（英語）

▪ 文章は大抵 TeX を使う。– TeX 環境を整えよう。修論を書くには日本語も使えた方がよい。

– いろいろパッケージはある。現在は pdfLaTex が使えるものが便利で一般的。(Windowsなら TexLiveなど)。日本語の場合は ptex2pdf など（TexLiveに入っている。）

▪ テクニカルライティングを身につける。– 科学情報発信の基本。きちんと勉強と経験を通して身につける。

– 英語も各自しっかり勉強および実践を通してコミュニケーションツールとして身につける。

学会など

▪ 日本物理学会– 春・秋に大会がある。学生は基本毎回発表することを目指す。（M１の秋は相談）

– 発表するには物理学会員である必要→入会▪ 年会費：8000円（学生）入会金：3000円▪ 物理学会HPより入会手続き。▪ 紹介者（2名）が必要。在学証明書も必要。

▪ 高エネルギー研究者会議– 研究者の自発的コミュニティ

– 入会は任意。おすすめとしては，Dくらいからは入ったほうが。Mからでも興味があれば（選挙権はなし）▪ http://www.jahep.org/files/nyukai.html

– 年４回の日本語の解説冊子。▪ Onlineでも入手可。

http://www.jahep.org/hepnews/

– メーリングリストで有益な情報多数。▪ 公募，会議，議事録等。

– 年会費：2000円（学生）

▪ 国際会議– まとまった成果がでたら国際会議で発表する機会もある。

– MEG実験全体の（物理）成果はD論を書いた学生以上（主にスタッフ）が発表することになっているが，

– 検出器の発表などは学生でも適任であれば発表可。（成果主義）

– 口頭発表 or ポスター発表▪ 大きな国際会議だとポスター発表になる機会も多い。

– プロシーディングス

▪ 多くの国際会議では proceedings（会議録）を後で出版する。

▪ プロシーディングスは学生が筆頭著者として出せる貴重な機会なので必ず書く。雑誌論文ほどインパクトはないがちゃんとしたパブリケーション。

PC

▪ 端末としてつかう（データ解析）

▪ 情報収集

▪ 研究のまとめ

端末としての使用

▪ 解析は大抵リモートに解析用クラスター計算機にログインしてやる。– クラスターは Linux

▪ 最低限の Linuxコマンド は使えるように。

– まずは X を飛ばしてログイン▪ ssh –Y account@host.domain

▪ ファイルのやり取りは scp コマンド

– 東京のサーバ（現在メンテ中）▪ megofl00(.icepp.s.u-tokyo.ac.jp)

– MEG用の解析クラスター （管理者：大谷さん）

– アカウント作成済？

▪ まずログインして，パスワードを変更しよう。

▪ tkyice– Web, mailサーバ （管理者：べろ太さん）

▪ http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~xxxxx/ (xxxxx はICEPPのアカウント)

▪ https://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/squirrelmail/src/login.php （Webメール）

– 自分のホームページを作ったり，そこまで凝らなくてもファイルの公開や受け渡しで使う。

データ解析など

▪ 高エネルギー業界では主に C++ をプログラミング言語として使用。– C++ の知識は必須。道具として使いこなせるように。

▪ ROOT：解析ツール

▪ Geant4：シミュレーションツール

▪ MIDAS：MEGで使用している DAQ（データ収集）システム。

▪ コーディングスタイル等，教養あるプログラミングを目指す。

– MEG では ROOT スタイル（Taligent rule）のコーディングを採用している。自分流のコーディングなどにこだわらず，決められた通りにかけるようになるべし。

▪ https://root.cern.ch/coding-conventions

▪ https://root.cern.ch/TaligentDocs/TaligentOnline/DocumentRoot/1.0/Docs/books/WM/WM_1.html

▪ その他，FORTRAN を使うこともあったり，シェルスクリプトや Python など簡単な操作ができるといろいろ役立つ。

その他

▪ meg-psi メーリングリスト（管理者：辻）

▪ MEG のパスワード

▪ 諸々アカウント登録 https://meg.web.psi.ch/wiki/index.php/Account_registration

– Elog 登録（管理者：Stefan）

– Bitbucket（meg2ソフトウェア）

▪ WebEx

▪ Google talk（ハングアウト），skype，Slack– Tokyo–PSI間でのやり取り。

▪ わからないことを先輩に気軽に聞いたり。

▪ 逆にむこうから，雑用をおねがいされることも。

出張

▪ 出張は結構多い。– 海外出張が多い（ICEPPの特徴）

▪ 出張にかかわる費用は出張費として出る。– 身銭を切ることは基本ないので心配ご無用。

– 逆に「出張費」として研究費から出ているので，適切に使うこと。▪ 給料・こづかいではない。

▪ 滞在費・交通費・食費・保険代などを削って，研究に支障が出ることなどないように。

▪ 不正会計になるようなこと（カラ出張など）決してないように。

▪ MEGを本格的にやっていくなら自然とPSIに長期滞在– 現地に滞在し，実験の深いところに中心的に携わる。責任ある仕事をする。

– 長期滞在となると研究以外のもろもろの事情も各々あるかもしれないので，研究課題・方法などはよく考えて，相談して決めていく。

▪ 必要単位を取り残していると，後々自由に出張ができなくなるかも。

お金を獲得する

▪ 大学院過程ではいろいろなプログラムでお金（給料）を得られるチャンスがある。– メインは博士課程学生向け，中には修士から対象のものもある。

– 教務の情報はしっかりチェックする。

– チャンスがあるものはどんどん応募する。

– 書類を書く技術は必ず必要になるので練習にもなる。

▪ RA（博士）– 年度によって変わるが何種類かある。

▪ リーディング大学院プログラム（XPSなど）（修士から）

▪ 学振（博士 DC1, DC2）

安全管理

▪ 線源，エックス線，レーザー，加速器

▪ 薬品，液体窒素，可燃性・高圧ガス，鉛ブロック

▪ 金属工作機，高圧電源

▪ クレーン，フォークリフト，高所作業

日常で使っていく。

危険と隣り合わせという意識を忘れない。なあなあにしない。自分の身は自分で守る。

▪ PSIは日本の施設に比べてレギュレーションは厳しくないが作業にふさわしい恰好を– 短パン・スカートはふさわしくない。

– サンダルNG，滑りやすい革靴もふさわしくない。作業は安全靴で（PSIで公費で購入できる）▪ 素肌をなるべく出さない。薬品や液体窒素が飛び散ることも。水漏れで感電。

▪ 服がどこかに引っかかること多発。金属工作には手袋をしない。

▪ 頭を守る。流血事故多発。（ヘルメットの着用義務はない）

– レーザーや金属工作・窒素くみには保護メガネ。

– 薬品や鉛・線源を使ったら必ず手洗い。

– ドジメータを必ず着用▪ 東大のドジメータは海外にはもっていかないこと。

▪ 注意・報告を怠らない（仲間も守る）

研究

考える

相談・議論

考える

勉強

考える

手を動かす

▪ 主体的に– 自分の研究は自分でやらなければ何も進まない。

– 何もしなくても時間は過ぎる。▪ 修士課程は短い。

▪ が，驚くほど差がつく。

– 最初は与えられた課題を一つ一つこなす。→ 発展させる・課題を自ら見つける。▪ 最初の機会は均等。以降は「平等」ではない。

▪ 責任ある仕事を任されるようになる。面白そうな仕事を勝ち取る。

▪ 選択– それなりにやっていれば修士号はとれる。

▪ 「のんびり研究できてたのしかった」

▪ 「寝る間も惜しんでのめりこむほどやれてたのしかった」

– 博士号に関しては話は別。▪ 求められるレベルに達しなければ何年でもかかる。

ただし

▪ 頑張りすぎない。– 体と心を崩さないように。

– スタートダッシュしすぎると力尽きる。▪ 継続が重要。（研究者になるならこれから40年以上つづける。）

▪ いつも成果がでる（ださなきゃならない）と思わない。– わからないことを研究しているわけで，正解はわからない。正解があるかもわからない。

– いろいろ考えて工夫して挑戦していくが，むしろうまくいかないことのほうが多い。

– 視野を広げて多角的に攻める。ただし，すぐにあきらめない。

– 学生のうちに失敗を経験しておくことも重要。

▪ 共同研究をするうえではデューティもある。– 完全に自由にやれるわけではない。

– シフトや作業は共同研究に参加する以上責任をもって果たす。▪ それだけをやって満足しないように。

– 人間関係も重要。

進路

▪ 東大理学系研究科 http://www.phys.s.u-tokyo.ac.jp/graduates/

– 修士課程修了後：2/3進学， 1/3就職

– 博士課程修了後：2/3研究職，1/3就職

▪ 博士課程は研究者の育成– 博士号は一人前の研究者の証。

– とはいっても，途中で興味や事情が変わっても大丈夫。つぶしが効かなくなるということはない。▪ 博士課程での研究経験はいろいろな意味で無駄にはならない。

▪ 自分が研究職に向いているかどうかは現段階では（自分にも先生からも）わからない。

▪ まずは一年，研究を本気でやってみる。– たのしいと思うならたぶん向いている。

備考

▪ 森・大谷研

▪ 研究職：MEG II, COMET, HK, ATLAS, Belle II, POLARBEARなど

▪ 就職先：日立・NEC・KEYENCE・三菱電機・村田製作所・ベンチャー・金融など

入学者数 修士論文 修士後就職 別研究室等 博士進学 博士論文 博士後就職 研究職

３３ ２６ ８ ４ １８ １１ ３ １０

今年 +４ （現在３） （現在７）

*内山調べ

つづき

– PSI

▪ hop.psi.ch : PSI内のネットにアクセスする許可を得るためにログインする。

▪ llc.psi.ch：PSI のリモートから入れる Linux サーバ。

▪ meg-l-01,02,03：MEG用解析クラスター。

▪ その他，各検出器用DAQマシンなど。

– PSI のネットやマシンを使うには PSI アカウントが必要。

▪ https://meg.web.psi.ch/wiki/index.php/Account_registration

▪ 夏に行くちょっと前にまたやりましょう。