在ATLAS實(shí)驗(yàn)(√s)=13TeV的數(shù)據(jù)中利用H→ZZ→__νν過程尋找重希格斯粒子.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：057221公開單位代碼：10422學(xué)號(hào)：201111359∥戶蒙只番SHANDONGUNIVERSlTY博士學(xué)位論文DissertationforDoctoralDegree論文題目：在ATLAS實(shí)驗(yàn)石s=13TeV的數(shù)據(jù)中利用H—ZZj昭DD過程尋找重希格斯玻色子SearchforheavyHiggsBosoninH—ZZ。纜uDchannelwiththeATLASdetectorat石：13TeV作者姓名劉波培養(yǎng)單

2、位物理學(xué)院專業(yè)名稱粒子物理與原子核物理指導(dǎo)教師馮存峰教授合作導(dǎo)師RachidMazini博士2016年12月04日摘要粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的最后一塊拼圖希格斯玻色子最終在2012年被大型強(qiáng)子對撞機(jī)上的ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn)分別發(fā)現(xiàn)，其質(zhì)量被確定在125GeV附近。大量的對希格斯玻色子性質(zhì)的研究結(jié)果表明發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子的各項(xiàng)性質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)模型的理論預(yù)期。然而標(biāo)準(zhǔn)模型也并非完美。有一些現(xiàn)象標(biāo)準(zhǔn)模型并未給出合理的解釋，因此許多對標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行擴(kuò)展的

3、理論被提了出來。這些理論預(yù)言了具有大質(zhì)量并且與標(biāo)準(zhǔn)模型希格斯玻色子類型相同的新粒子的存在。尋找這些重希格斯玻色子是非常必要的，而且是一項(xiàng)用來檢測超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理是否存在的重要手段。ATLAS實(shí)驗(yàn)在2011和2012年的運(yùn)行非常成功并且分別記錄了47fb_1在西=7TeV和203fb_1在∥=8Telv的對撞數(shù)據(jù)。經(jīng)過兩年的維護(hù)和升級(jí)，ATLAS實(shí)驗(yàn)在2015年開始了重新取數(shù)，并且對撞能量從8TeV升級(jí)到13TeV。2015年的取數(shù)也

4、非常成功，最終記錄了32fb-1的有效數(shù)據(jù)。在2016年ATLAS繼續(xù)了∥=13TeV的取數(shù)，并且預(yù)計(jì)最終能夠記錄到35fb_1的對撞數(shù)據(jù)。更高的對撞能量對于尋找新物理非常有幫助，特別是尋找具有大質(zhì)量的粒子。本文的一項(xiàng)重要工作就是在ATLAS實(shí)驗(yàn)2015和2016年收集到的共133fb-1質(zhì)心系能量13TeV的數(shù)據(jù)中，利用日_ZZ_粵伽∥反應(yīng)道來尋找重希格斯玻色子。因?yàn)橹形⒆硬粫?huì)和探測器相互作用，所以它攜帶的能量會(huì)貢獻(xiàn)到橫向丟失動(dòng)量(互

5、翠詩8)中，導(dǎo)致在這個(gè)反應(yīng)道中五翟括8是一項(xiàng)非常重要的物理量。其次許多超出標(biāo)準(zhǔn)模型的理論也會(huì)預(yù)言一些不會(huì)與探測器相互作用的新粒子，例如超中性子，進(jìn)而導(dǎo)致事例中更大的點(diǎn)翠b8。本文開展了利用ATLAS內(nèi)部徑跡探測器探測的帶電粒子徑跡和其他的探測信號(hào)來重建點(diǎn)翠磚的研究。測量的帶電粒子徑跡有更好的位置分辨率，在重建中分辨帶電粒子的來源是主對撞頂點(diǎn)或者是堆積對撞頂點(diǎn)可以有效的壓低堆積頂點(diǎn)產(chǎn)生的粒子的貢獻(xiàn)。ATLAS實(shí)驗(yàn)有兩種直接利用徑跡的研婦測

6、量方法，一種是基于徑跡的研泌或者叫卯沁8，另一種是僅對軟過程部分基于徑跡的E署’88(TST正翟灑)。井遠(yuǎn)8在不同的堆積情況下表現(xiàn)的最為穩(wěn)定，但是由于在計(jì)算過程中沒有包含中性粒子的貢獻(xiàn)，它對橫向丟失動(dòng)量的測量是有偏差的。另一方面，由于TST至翠磚綜合利用了量能器沉積能量和帶電徑跡的信息，對比基于量能器的橫向丟失動(dòng)量測量，TST叼酶分辨率在不同堆積情況下表現(xiàn)更穩(wěn)定。TST五翟豳被廣泛的應(yīng)用于ATLAS物理分析中。本論文利用ATLAS實(shí)驗(yàn)采