博士论文-ATLAS实验重味夸克标定性能的研究及HW(H->WW)的分析

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题名	博士论文-ATLAS实验重味夸克标定性能的研究及HW(H->WW)的分析
作者	白羽
学位类别	博士
答辩日期	2012
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	金山 ; 单连友
关键词	ATLAS实验重味夸克标定(B-Tagging) Higgs
学位专业	粒子物理与原子核物理
中文摘要	TeV物理是物理学前沿的课题，包括Higgs粒子的寻找，top夸克物理和超对称物理等等。在这些物理分析中常常要对b夸克产生的喷注(Jet)从由轻味夸克（u,s,d夸克以及胶子）中识别出来(b-tagging)。比如，在轻质量Higgs粒子的寻找中，Higgs通常认为主要衰变到b夸克对；在含有top夸克的末态中，top衰变到Wb的分之比占绝大多数；在一些分析中是top夸克是本底，因此b-tagging提供了一种排除top事例的办法。这篇论文阐述了对ATLAS中b标定的研究。 ATLAS实验是大型强子对撞机(LHC)实验的一部分。它能以更高的精度测量标准模型的参数，寻找新的物理，回答粒子物理学中的一些深刻的问题。经过大约10年的建造和调试，LHC在2009年底开始对撞取数。到了目前为止，ATLAS实验已经积累大约5/fb 7TeV质心能量的对撞数据，并且于2012年开始进行8 TeV质心能量的取数。在这篇论文中将介绍ATLAS实验中的各种标定算法，以及通过数据对某些算法的调试。这些调试是基于ATLAS在2010（如SV0算法）年和2011年（高性能算法如IP3D+SV1）的对撞数据。这篇论文也讨论了对次级顶点SV算法和对撞点参数（IP）算法一些列的优化。这些优化是基于Mont Carlo模拟做的，以实验中真实的取数情况为背景，包括探测器的状态，逐渐增多的堆积事例等等。这些优化是在径迹或者更基本的击中信息基础上完成的。通过对SV算法的优化，2径迹次级顶点（次级顶点的原型）的重建效率被提高了而保持了对轻jet很高的排除率；IP3D(一种基于对撞点参数信息的标定方法)在同样的标定效率下对轻jet的排除率提高了50%到120%不等，取决于标定效率和堆积事例的多少。其中研究的效率的范围选为50%到70%，这能覆盖在实际使用的工作点。IP3D+SV1对轻jet的排除率提高了10%至90%不等，同样取决于标定效率和堆积事例的数量。这样大的性能的提高起初是出人意料的，随后发现这是由IP标定算法中使用的径迹多重数造成的。论文里还研究了优化后性能的提高跟jet横动量的关联。所有的这些结果将有助于调整标定的算法，使其在更复杂的实验中获得更高的性能。另外，论文里还提出了对优化后算法调试跟校正(calibration)的计划。论文里的另一个工作是WH(H->WW)的分析。这项工作的目标是测量Higgs与W玻色子的耦合，这对理解弱电理论破缺机制有重要意义。这个道不包含汤川耦合(Yakawa coupling)因此对模型的依赖较小。在论文里论述的一个初步的研究中，末态中3个W粒子全部发生轻衰变。通过一系列的事例选择，信号和主要本底道的水平以及它们的系统误差被估算出来。通过选择后信号和本底的截面估计为0.31/fb和0.45/fb，系统误差分别为4.4%和14.3%。在30/fb的积分亮度下，对Higgs质量=170GeV的情况，将统计误差也考虑在内估算出信号显著性达到1.9 sigma。另外，论文也阐述了对2轻子+2jet的末态(其中一个来自于Higgs的W衰变到强子)分析的尝试。信号和某些本底的水平已经被估算出来，但是因为W+jets巨大的截面，一个完整的估计仍然非常困难
语种	中文
学科主题	粒子物理与原子核物理
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209652]
专题	实验物理中心_学位论文和出站报告高能物理研究所_实验物理中心
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	白羽. 博士论文-ATLAS实验重味夸克标定性能的研究及HW(H->WW)的分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.