powerofjinbo/hep-paper-writing – 明確なストーリーでHEP論文を執筆するスキル

明確なストーリーでHEP論文を執筆する

このスキルは、Daniel Whitesonグループ（UCアーバイン）による5本の実験・現象論HEP論文が、複雑な研究を分かりやすくするために用いたスタイルを捉えたものです。論文のあらゆる部分（計画、草稿作成、再構成、編集）に活用できます。以下の数値はこれらの論文から測定したものであり、引用はすべて原文のままです。

タグ	論文
TOP	Tong, Corcoran, Fieg, Fenton, Whiteson, New Physics in Single Resonant Top Quarks, arXiv:2311.00121
CHARM	Whiteson, The era of charmed resonance searches at the LHC, arXiv:2609.32054
TIME	Fieg, Fox, Zhang, Ghosh, Varada, Whiteson, Time-dependent signals of new physics at the LHC, arXiv:2605.11071
HNL	Feng, Hewitt, La Rocco, Whiteson, Characterizing Heavy Neutral Leptons: ..., arXiv:2510.16107
TRACK	Miller et al., Fast and Precise Track Fitting with Machine Learning, arXiv:2505.02937

一文で表すスタイル

各論文は一つのストーリーを語り、そのキーワードと数値をアブストラクトから結論まで繰り返します。読者を既知から未知へと導きます。すなわち、その分野、現在のアプローチの仕組み、欠けているもの、なぜ今そのギャップを埋められるのか、そして「本論文では」と続きます。論文内では、読者は詳細を見る前に全体計画を目にし、難しいケースの前に簡単なケースを見ます。すべてのセクション、パラグラフ、文は、それが何についてなのかを冒頭で述べます。文は中程度の長さですが、主語と動詞が先に来て、各文は一つの主張を述べます。結果はベースラインと比較した数値で、その条件を添えます。図が証拠を担います。本文は主張を述べて図を参照し、キャプションはすべての線、色、パネルを説明します。

七つの原則

1. 一つのストーリーを、早く語り、あらゆる場所で繰り返す

理由: 読者はアブストラクトで読み進めるかどうかを決め、その後一文だけを記憶します。タイトル、アブストラクト、導入、結論が同じキーフレーズと同じ数値を繰り返すとき、読者は論文が約束を果たしたことを確認できます。

• 何かを草稿する前に、ストーリーを一文で書く。我々は、[アイデアや手法]が[対象]に対して[何をする]ことを、[ベースライン]と比較して[数値]だけ、[条件]で示す。
• 形式論に入る前に、あなたの論文が変える標準的なアプローチの唯一の仮定またはトレードオフを平易な言葉で述べる。そして、その対比を同じキーワードで、アブストラクト、手法、主要結果、結論で繰り返す。TRACKの手法は「真のターゲットに対して直接最適化する」ことを可能にする[TRACKアブストラクトs7]一方、従来のフィッティングは「トラックとヒットの距離に基づく代理指標を最適化する」[TRACKアブストラクトs8]; 代理指標という言葉はセクションVと結論で再登場する。TIMEの対比は、信号が時間的に一定であるという仮定である。CHARMの対比は、バックグラウンド低減とタグ付け効率の間のトレードオフであり、それが性能指数となる。
• タイトルのキーフレーズを導入の疑問または貢献の中に配置する（5論文中3論文）。
• 名前、数値、条件をアブストラクト、本文、結論で同一に保つ。ただし、コーパス内ではTOPの結論がアブストラクトで与えられた質量範囲を変更しており、ここは注意が必要である。

2. ギャップ、イネーブラー、「本論文では」で回る漏斗

理由: 読者は、何が欠けているのか、そしてなぜそれが今できるのかを見た後にのみ、新しい研究を受け入れます。裸のギャップは「おそらくそれには理由がある」という反論を招きます。

• 5つの導入はすべて、ほぼ同じ順序で同じ動作をする。すなわち、領域、現状の仕組み、ギャップ、イネーブラー（なぜ今、あるいはなぜここで）、そして「本論文では...」、そしてロードマップである。（TRACKは現状の仕組みの前にギャップを述べる。）オプションの動作として、明示的な疑問（CHARM）と結果のプレビュー（HNL、TRACK）がある。
• 導入の単語の約3分の2が「本論文では」の前に来る（4論文で56–74％）。典型的な長さ：各約3～5文の5～6パラグラフ、全体で330～600語。最初の文は広くても構わないが、1～2文以内に論文の領域に絞り込む。
• 各導入パラグラフを、前のパラグラフの終わり（その主要名詞、要約名詞、またはそれに答えるHowever）を拾うことで始める。貢献前の13のパラグラフ区切りすべてがこれを行っており、どの導入もMoreoverやFurthermoreを必要としない。例：「トップクォークを含む相互作用における新しい物理の探索は、両方の動機から恩恵を受ける。」[TOP導入¶2] In this paper, weが転換点を示す。
• 最も近い研究を最初にクレジットし（5/5）、次にそれがしなかったことを一つ挙げる：「ATLASはtγ終状態を研究した[14]が、系の不変質量は調べなかった。」[TOP導入¶4]
• ギャップを測定された事実として述べ、しばしば現在完了形とHoweverを用いる：「しかしながら、フィッティング問題はかなり少ない注目しか受けていない。」[TRACK §I ¶2] 絶対的な主張は、読者が確認できる事実にのみ用いる：「しかしながら、チャームタグ付きジェットを含むダイジェット共鳴の専用探索は行われていない。」[CHARMアブストラクトs2]
• ギャップの理由を述べ、次にイネーブラーを述べる：「歴史的に、チャーム識別は非効率的すぎた」[CHARM §I ¶2]、次に「しかしながら、専用のチャームタガーはその後大幅に改善された」[CHARM §I ¶3]。
• オプションで、ギャップを結論が答える疑問に変える：「これにより疑問が生じる。チャームドダイジェット共鳴探索の時代を開くには、どのレベルの性能が必要なのか？」[CHARM §I ¶4]
• 貢献をIn this paper, we + 一つの動詞で宣言し、ギャップの名詞から構築する。複数の項目がある場合は列挙する：「本論文では、我々は(i)ダイジェット共鳴探索における現在のチャームタグ付け性能をモデル化してチャームタグ付きバックグラウンドを予測し、(ii)LHCデータセットのチャーム対に崩壊する共鳴に対する感度を探求し、...そして(iii)専用のチャームタグ付きダイジェット探索を可能にするために必要な性能を探求する。」[CHARM §I ¶5]
• 各セクションに動作動詞を伴う一つの節を与えるロードマップで締めくくる。最良の節は発見を述べる：「セクションVIでは、これらの同じ測定がHNLがマヨラナ粒子かディラック粒子かを決定するために使用できることを示す。」[HNL §I ¶11]

3. 詳細の前に概要、難しいケースの前に簡単なケース

理由: 読者は全体計画を見た後にのみステップを配置でき、簡単なケースで手法が機能するのを見た後にのみ難しいケースを信頼できます。

• パイプライン全体を一度、早期に示す。すなわち、一つの主方程式とその構成要素のリスト、またはフローチャートである。CHARMはタグ付きスペクトルを一つの方程式として書き、次に必要なものをリストする：「チャームタグ付き割合κを予測するには、(i)ジェットのpTの関数としてのQCDバックグラウンドのフレーバー割合のモデルが必要である」[CHARM §II ¶3]。後のセクションで各構成要素を埋める。
• いくつのものが出てくるかを述べ、次にそれらを名前で挙げる：「トラッキングタスクには、発見とフィッティングという二つの異なるステップがある。」[TRACK §I ¶2]
• ケースの梯子を登り、それを声に出して言う。例：既知の振動、次に学習された振動、次に時間的サイドバンド[TIME §IV]; ガウスノイズ、次に歪んだノイズ[TRACK]; 約8600イベントのベンチマーク、次にわずか80イベントのもの[HNL]。HNLは「もちろん、HNLはかなり少ないイベントで発見される可能性がある」[HNL §I ¶6]と難しいケースに移る。
• 各難しいケースを前のケースの限界で開き、何が引き継がれるかを述べる：「上記の分析は、時間依存性を事前に知ることを必要とする」[TIME §IV B ¶1]。TOPは例外であり、一つの共有テンプレートで二つの並列チャンネルを実行し、梯子ではない。
• 一つのベンチマーク点を完全に扱い、その後スキャンする。
• 現象論論文では、モデルを乗り物として扱う。結果がその特徴のどれを使用するか、そして結果がどこまで及ぶかを一度述べ、結果が使用しないモデルの詳細は削除する：「この相互作用の起源が何であれ、我々はそれが予測する時間変調を使用する」[TIME §II ¶3]。
• 新しい主張をする前に、既知の答えで検証し、本文の一文で行う：「狭いガウス信号の場合、我々の手法は同じ信号形状に対するATLASの制限[23]を10%以内で再現する。付録Aを参照。」[CHARM §II ¶6]
• 本文は主張と各チェックの判定を保持する。付録は変動を保持し、各付録は必要な場所で、その判定とともに引用される：「これらの仮定のいくつかの変動も付録Dで探求されており、結論に質的な影響を与えない。」[CHARM §IV ¶4]

4. すべての単位がその役割を冒頭で述べる

理由: 読者は最初の文を読み飛ばします。各セクションとパラグラフがその役割を最初に述べれば、読み飛ばすだけでも議論が得られます。

• セクションは、目的、または現在持っているものから次に必要なものへの橋渡しで開く：「各ビンにおけるジェットのフレーバーと運動量のモデルがあれば、タグ付きスペクトルの予測にはタグ付け性能の記述が必要である。」[CHARM §IV ¶1] 結果のセクションは小さなアブストラクト（ベースラインが仮定したもの、ここで行うこと、見つけたもの、その理由）として開くことができる：「彼らの分析は、信号に固有の時間変動がないことを仮定している。このセクションでは、我々は彼らの探索を再解釈し、それを時間変動信号に適用する。我々は、信号が時間的に一様であるモデルに課せられたものよりも厳しい制限を見つける。」[TIME §III ¶1]
• パラグラフは一つの役割を果たし、最初の文で述べられる。それらは成果（メカニズムや数値）または引き継ぎで終わる。サンプリングされた40のパラグラフのうち、要約文で終わるものはない。結果のセクションも同様に、その見出し数値またはその理由で終わる。ただし、注意事項は、その最後の成果の前に、それが影響を与える箇所で述べる。
• 見出し数値で開くセクションでも、最初の使用時にメトリックを定義しなければならない。同じ文またはその前の文で（PU拒否率、つまりパイルアップジェットの通過割合の逆数は、12から45に上昇する）。
• 文は、複数のケースが関係する場合、最初にそのケースを命名する：「歪んだノイズモデルでは、アプローチの違いが明らかになる。」[TRACK §V ¶4] これが読者が自分の位置を把握する方法であり、約8文に1文がこのように開く。
• 理由を選択と同じ文に置く：「この定義は、ATLASの結果との直接比較を可能にするために使用される。」[CHARM §III ¶3]
• 正当化を疑問が生じる場所に置き、最後に注意事項を山積みにしない。単純化が行われる場所で範囲を区切る（「簡単のため」、「単純化の仮定として」）。読者が疑問を提起するであろう場所で、明白な反論に答える（「もちろん、...」、「実際には、これは制限ではない」）。
• 選択の前に、通常の方法（または理想的なケース）とその具体的なコストをここで示し、次に代わりに、あなたの選択を示す。結果が弱いまたは驚くべきものである場合、修正の前に診断し、診断が次のステップを動機付けるようにする。
• 各メカニズムを、その方程式の前に言葉または図で説明する。次に、方程式をサンドイッチとして提示する。すなわち、何を計算するか、表示、記号（ここで...、Xは...）、そしてそれが何を意味するか。例：「G > 1の値は利得を示す」[CHARM §IV ¶8]。性能指数を名前で定義する：「性能指数はGであり、断面積と分岐比の積の制限における相対的な利得である」[CHARM §IV ¶7]。

5. 平易な文：主語と動詞を先に、各文は一つの主張

理由: 読者は動詞が来るまで主語を記憶に保持します。動詞が早く、各文が一つの主張のみであることは、その負荷を軽く保ち、これは英語を母語としない多くの読者にとって重要です。

5論文の985の散文文から測定:

尺度	コーパスの値
文長の中央値	23語（論文22–26）
40語を超える文	約11%
最初の定形動詞の位置	中央値5語目
we/our/us	1,000語あたり13.6
受動態の文	本文40%、アブストラクト18%
平易な動詞 (use, show, find, estimate, ...) vs. utilize/leverage	462 vs. 5
セミコロン、ダッシュ	1,000語あたり2.2、0.3

したがって、目標は中程度の長さで迅速に始まる文であり、断片的ではない。単純化する際には、すべてを短く切るのではなく、二つの主張を含む文を分割する。

• 読者がすでに持っている短い主語で開く。すなわち、今名付けられたオブジェクト、要約名詞（These shortcomings）、または現在のケースである。約5語目までに主動詞に到達し、新しい点で終わる。冒頭の句は約5語以内に保つ（「このセクションでは」、「長い振動周期の場合」）。
• 各文は一つの主張を述べ、トレードオフはbutで結ぶ。文が長くなければならない場合は、目に見える構造を与える。(i)/(ii)/(iii)、respectively、または並列節の間のセミコロン。マークされたリストや表示でない限り、50語を超えるものは分割する。
• 各原因を一つの平易な単語でマークする（because, due to, so, therefore）、対比は同じ形の二つの節として書く（but, while, rather than）、対比される単語のみが異なるようにする。
• 短い文（12語以下）は、設定、状態、要点に使用する：「これらの疑問は文献で未回答である。」[CHARM §I ¶4]
• 選択にはTo [目的], we [動詞] を使用し、結果にはwe + 能動態の動詞を使用する（we consider, we find, we estimate, we show）。ツールとその設定を記録するために受動態を使用する（「ジェットは...を持つことが要求される」）。It was found that とは決して書かない。論文が行うことと見つけることには現在形を使用し、名前の付いた以前の研究には単純過去形を使用する（ATLAS studied ...）。
• 平易な動詞を使用する：use, study, find, show, estimate, predict, compare, measure, test。utilize, leverage, facilitate, elucidate, delve, showcase, underscore, pivotal, paves the way を避ける。
• 接続詞は少なく、平易なものを使う。However はほぼ唯一の対比語である。文内ではso またはtherefore を使用し、目的にはTo + 動詞（「チャームタグ付きスペクトルを予測するために、我々は...を適用する」）、実際の順序にはFirst/Then/Finally のみを使用する。Moreover, Furthermore, Thus, Hence およびAlso は672文中4文の冒頭にのみ現れる。It is worth noting that, In order to, the fact that は削除する。
• This が直前の節以上のものを指す場合、名詞を追加する（「このアプローチ」、「これらの感度」）。
• 用語が最初に現れる場所で、同格またはLong Form (ACR) として定義する：「ステライルニュートリノ、SMゲージ相互作用を持たないフェルミオンゲージ固有状態」。

6. 結果：ベースラインに対する数値、条件を添えて

理由: 読者は、絶対的な数値よりも、何と比較しているのかを手がかりとして覚えやすい。また、結果の一般化可能性を評価するために条件を必要とします。

• 各主要結果を「[数値] vs. [ベースライン] [条件]」の形で表現する：「チャームタグ付けの利得Gは、狭い共鳴（Γ/M = 3%）に対して2–5の範囲であり、広い共鳴（Γ/M = 30%）では最大8である。」[CHARM §IV] ベースラインが標準的な探索である場合、それを述べる：「現在のLHCデータセットでは、チャームタグ付き探索は、チャームタグなしの探索と比較して、共鳴の結合に対する制限を約2倍改善する。」[CHARM §V] 最初の出現でベースラインを定義する。「ベースラインとは、チャームタグなしの探索であり、...」
• 条件を結果と同じ文またはその直前に置く。「我々は、信号が時間的に一様であるという仮定の下で、HNLの断面積に制限を設ける。」[TIME §III ¶2]
• 結果セクションは、新しいメトリックを定義し、ベースラインを確立し、主要な発見を述べる。典型的な構造: 「メトリックXは...と定義する。ベースラインとして、我々は...を選ぶ。図Yは、[条件]の下で、我々の手法がZを達成し、ベースラインのWを上回ることを示している。」
• 発見を述べた後、それを分解するか、その源泉を探る：「利得は主に、特に高いpTでのバックグラウンド低減の改善によるものである。」[CHARM §IV ¶9]
• 負の結果やヌル結果を認める：「我々は、調査したパラメータ空間のいずれにおいても、新しい物理の証拠を見つけなかった。」[TOP §VI] しかし、それが興味深い理由を述べる：「これは、我々のモデルがこれら以外の領域では探索されていない信号を生成しないことを示しているわけではない。」[CHARM §V ¶2]
• 数値の不確かさを、結果に影響を与える場合にのみ報告する。主な結果に対しては、統計誤差と主要な系統誤差を述べる。

7. 図が証拠を担う

理由: 読者はしばしば本文よりも先に図を見ます。図が証拠を担い、キャプションがそれを説明すれば、読者は本文に戻って解釈を確認できます。

• 各図は一つの明確な主張を伝える。異なる主張には異なる図を使用する。
• 本文で図を引用する前に、その図が示すことを述べる：「我々の手法は、すべてのpT範囲にわたって、ベースラインを上回る性能を達成する（図1）。」
• キャプションは独立して読めるようにする。すなわち、すべてのパネル（上段、下段、左、右）、線種（実線、破線、点線）、色、マーカー（丸、四角）を説明する。
• キャプションは、図が何を示すか（「チャームタグ付けの利得G...」）、軸ラベル（「横軸は共鳴質量、縦軸はG」）、そして主要な結果を述べる。
• 複数のパネルがある場合、各パネルを順番に説明する：「上段はチャームタグなしの探索を示し、下段はチャームタグありの探索を示す。左パネルはGを質量の関数として示し、右パネルはGをpTの関数として示す。」
• 図は、本文の主張を裏付ける証拠を示す。図が新しい結果を導入する場合、それが最初の出現である。
• 凡例は明確にし、すべての要素をラベル付けする。標準フォーマット（「信号」、「バックグラウンド」、「データ」）を使用する。

使用例

以下のような場合にこのスキルを使用してください。

• ユーザーが物理論文、学位論文の章、会議 proceedings の任意の部分（タイトル、アブストラクト、導入、手法、結果、結論、キャプション、図の計画、アウトライン）を草稿または改訂するとき。
• 物理ライティングをより明確に、またはより良く整理するよう依頼されたとき。
• 草稿にストーリーがないと言われたとき。
• メモ（中国語で書かれたメモを含む）を英語の論文テキストに変換するよう依頼されたとき。
• 草稿や図に対するフィードバックを求められたとき（このスキルの名前を指定しなくても）。

生成された出力は、このスキルに固有のスタイルを反映し、原則に従い、選択したHEP論文で測定された具体的な数値目標（文長、動詞の位置、能動態/受動態の比率など）に可能な限り一致するものとします。