论文部分内容阅读
Higgs玻色子是由Higgs场激发产生的一种标量玻色子,而其它粒子的质量正是通过与Higgs场的耦合产生。在实验上,2012年7月ATLAS和CMS共同宣布了在质量约为125GeV处发现了新粒子,这个新粒子被认为是Higgs玻色子。2013年的诺贝尔物理学奖授予了Francios Englert和Peter Higgs,以表彰他们在理论上预言了Higgs玻色子的存在。ATLAS探测器是大型强子对撞机上一个综合目标的探测器。它主要用于记录粒子对撞产生的次级粒子产物,主要是为了探索许多不同的物理模型,从标准模型的验证到新物理的寻找。目前为止,它最重要的发现就是上述的Higgs玻色子的发现。然而,仍然有很多问题悬而未决,其中之一便是目前发现的Higgs玻色子是否为标准模型预言的Higgs玻色子。为了检验此粒子是否为标准模型的Higgs玻色子,我们利用ATLAS在RunⅠ采集到的数据在较高的质量区间寻找Higgs玻色子衰变到Z玻色子对,其中一个Z玻色子衰变到2个夸克,另外一个Z玻色子衰变到2个中微子的过程,如果能证明在高质量区间存在标准模型下的Higgs玻色子,那便能反证125GeV的粒子并非为标准模型的Higgso不仅如此,在一些超出标准模型的理论中,像two-Higgs-Doublet Model (2HDM), Electro-Weak Singlet (EWS)等模型中,均预言了高质量Higgs的存在,因此在高质量区间寻找Higgs同样能验证这些理论的正确性。ATLAS探测器于2015年开始了Run Ⅱ的取数,此时LHC的碰撞能量已经从Run Ⅰ的8 TeV提高到13 TeV,更有利于寻找新物理。我们在继续寻找高质量Higgs物理分析同时,采用相同或者相似的衰变道,开始寻找新的粒子,包括Warped Extra Dimensions in the Randall-Sundrum模型下预言的引力子[1],Heavy Vector Triplet (HVT)模型预言下的重矢量玻色子W’[2]。通过比较ATLAS收集到的数据以及标准模型预言的蒙特卡洛模拟数据比较,并没有观测到显著的不同,意味着我们并没有找到新粒子,因此我们给出不同模型下新粒子存在的置信上限。博士期间,本分析是我参与的主要工作之一,主要分为两个阶段,Run Ⅰ的高质量Higgs寻找和Run Ⅱ的共振态粒子寻找。作为本分析的主要贡献者,我主要负责分析框架搭建,数据处理,选择条件优化,误差分析,以及最终的统计解释。为了更好的提高结果,我同时也参与了本分析与其它衰变到的联合。Run Ⅰ的结果已经发表在EPJC。Run Ⅱ的结果目前已经发表为一篇CONF NOTE,文章也在撰写之中。除此之外,我还参与了寻找Higgs衰变到b夸克的分析,旨在寻找伴随一个W玻色子或者Z玻色子产生的Higgs玻色子衰变到两个b夸克的过程。根据矢量玻色子的衰变过程,这个分析主要由三个衰变道构成(称为0/1/2轻子道)。我主要参与了0轻子道的工作,包括了QCD本底的估计,质量分辨率的研究,以及输入信号的提供。本分析的结果已经发便在JHEP。利用对撞产生的μ子数据,我研究了Tile量能器性能。这些服务工作使得我成为了ATLAS实验的有资格的作者。我的另外一项重要工作是探测器总体的监测,我负责了软件包的维护,以及随时待命的给数据品质值班人员的帮助。