基于LHC上的ATLAS探测器2012年收集的对撞能量为8TeV的全部20 fb-1质子-质子对撞数据，本论文详述了寻找衰变到反电荷不同味道的eμ，e(τ)，μ(τ)轻子对的中性重粒子的分析工作。本分析中，主要的本底包括两种:两个真实轻子的硬产生过程，夸克或者胶子喷注误判为轻子的过程。前者可以通过蒙特卡罗模拟进行很好的估计，后者包含了W+jets以及QCD两部分。其中eμ分析道的W+jets本底由于统计量的限制，使用了卡方拟合的方法估计。e(τ)和μ(τ)分析道的W+jets本底是利用从蒙特卡罗中得到的修正因子，将W+jets控制样本中得到的本底事例拓展到信号空间估计的。对于QCD本底，我们使用了一种基于轻子对电荷符号的方法从实验数据中估计。在eμ分析道中，我们通过控制b喷注数目构建了t(t)的控制样本，比较了实验数据和蒙特卡罗模拟，以此验证了主要本底t(t)的估计准确度。在e(τ)和μ(τ)分析道中，我们建立了多个控制样本来验证本底估计方法的严谨性。在包含(τ)轻子的分析道中，由于τ轻子强衰变出的中微子无法探测，我们利用了一种“共线近似方法”，估算了中微子的四动量，从而重建了末态双轻子的不变质量，这显著的提升了不变质量的分辨率以及信号寻找的灵敏度。最终在实验数据中观测到的事例与标准模型预计相吻合。我们对R-宇称破缺的超对称模型(τ)中微子以及Z共振态的产生截面给出了上限。这是ATLAS首次将超对称(τ)中微子以及Z的测量同时从eμ分析道拓展到e(τ)和μ(τ)-分析道。在95％的置信度下，假设耦合参数λ311=0.11和λi3k=0.07，eμ衰变道质量小于2.0TeV，e(τ)衰变道质量小于1.7TeV，μ(τ)衰变道质量小于1.7TeV的超对称(τ)中微子可以被排除。对于Z粒子，eμ衰变道质量小于2.5TeV，e(τ)衰变道质量小于2.2TeV，μ(τ)衰变道质量小于2.2TeV可以被排除掉。此结果为目前世界最严限制，相比于此前Tevatron以及LHC的结果有了显著提升。这些限制并不仅限于这两个模型，产生截面的限制也适用于其他模型中衰变到eμ，e(τ)，μ(τ)的重粒子。