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大型强子对撞机(LHC)是世界上最高能量的强子对撞机,其主要物理目标为:寻找Higgs粒子、检验标准模型和寻找超出标准模型的新物理等。论文一部分内容为寻找W粒子与4-top的研究,以寻找超出标准模型的新物理;另一部分内容为测量VBF(矢量玻色子融合机制)产生W的截面,该过程不仅可用来检验标准模型也是通过VBF机制寻找Higgs粒子的重要本底。 W玻色子被很多标准模型的补充模型所预言,利用紧凑型缪子探测器(CMS)于2011年获取的对撞能量为7TeV、积分亮度为5fb-1的实验数据,论文在CMS上首次开展了寻找W粒子的研究。论文选取右旋W玻色子衰变到顶夸克与反底夸克后的衰变道,这儿顶夸克由轻子道W和底夸克重建,结合反底夸克来计算右旋W玻色子的质量下限;论文还通过研究信号与本底的运动学与角度变量分布的差异,利用多变量分析法中的Boosted Decision Tree(BDT)方法来计算右旋W玻色子的质量下限。最后,在95%置信度下得到右旋W玻色子的质量下限为1.85TeV,大大推高了此前发表的相同末态所给出的结果。研究结果发表于Phys.Lett.B718(2013)1229,并由本论文作者代表CMS合作组在国际会议上报告(“Search for Heavy Gauge Bosons(W/Z) in CMS”,The Second InternationalWorkshop on LHC Era Physics(LHEP2013), SanYa, China, Jan.11-14,2013)。 4-top过程可以通过标准模型机制产生,同时也被很多新物理模型所预言。本论文利用上述CMS于2011年获取的数据,首次开展了寻找4-top过程的研究。通过选择一个高横动量的轻子(电子与缪子)、中微子导致的横能量丢失(MET)与至少四个高横动量的喷注(其中至少三个喷注由底夸克形成),使用类似于W研究中用过的多变量分析法与SjetT(末态粒子的横动量总和)分布来寻找4-top过程,在95%置信度下,得到重胶子新物理模型中GH粒子(GHGH→t(t)t(t))的质量下限值为690GeV、标准模型4-top过程截面上限为0.04 pb,研究结果被总结形成CMS物理分析总结报告(CMS-PAS-TOP-12-005)。 矢量玻色子融合产生W的过程指的是由纯电弱过程产生的单W玻色子伴随一对前-后向喷注的过程(EWK W+2jets),此过程同时也是VBF产生Higgs的重要本底过程。论文首次通过分析CMS于2012年获取的对撞能量为8TeV的20fb-1实验数据来测量其截面。论文通过选择一个高横动量轻子(电子或缪子)、MET与至少两个高横动量的喷注,利用多变量分析法得到本底过程的归一化修正因子,最后利用前-后向喷注对的不变质量谱拟合得到信号过程的截面。本论文给出如下EWK W+2jets过程测量截面:σEWK W→lv,l=e,μ)=5.733±0.256(stat.)±0.949(syst.)±0.250(lumi.) pb该结果与标准模型预期的截面5.873 pb高度符合,研究结果被总结形成CMS物理分析总结报告(CMS-PAS-SMP-13-012)。