ATLAS實驗Top夸克單輕子道判選條件研究.pdf

1、二十世紀(jì)，粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型理論獲得了巨大成功，除了黑格斯(Higgs)粒子至今還沒有在實驗中找到，它的許多預(yù)言都得到了實驗的證實。在更高的能區(qū)內(nèi)，尋找Higgs粒子和精確檢驗標(biāo)準(zhǔn)模型是當(dāng)今粒子物理實驗的重要內(nèi)容之一。 LHC(Large Hadron Collider)是CERN正在建造的大型強子對撞機，建成后將成為世界上能量最高的粒子對撞機。ATLAS(A Toroidal LHC ApparatuS)是將建在LHC其中一個

2、對撞點上的大型多用途粒子探測器。尋找黑格斯粒子是ATLAS最主要的目的，同時它也將用來尋找較重的類W、Z玻色子、超對稱粒子，研究基本費米子的結(jié)構(gòu)以及研究B衰變中的CP破壞。ATLAS探測器主要由內(nèi)部徑跡探測器、電磁量能器、強子量能器、μ子譜儀、數(shù)據(jù)獲取和觸發(fā)系統(tǒng)幾部分組成。 因為Top夸克的質(zhì)量很大，接近電弱對稱破壞尺度，從top夸克的各種性質(zhì)可能發(fā)現(xiàn)新的物理。LHC試驗如同一個top工廠，按照計劃它每年將產(chǎn)生8兆的top對事例

3、，top對主要由膠子融和過程(90﹪)和夸克對湮滅過程產(chǎn)生(1096)，它們將衰變成對應(yīng)的W玻色子和b夸克，根據(jù)W的兩種衰變方式，整個反應(yīng)可以分為二個方式：單輕子道，最終生成一個輕子和對應(yīng)的中微子加上兩個輕jet和bjet；雙輕予道，最終生成兩個輕子和對應(yīng)的中微子加上兩個bjet；全強子化道，生成四個輕jet和兩個bjet。 本工作利甩ATLAS實驗?zāi)M數(shù)據(jù)對Top事例單輕子道衰變的事例判選和重建工作進行研究。 單輕子衰

4、變判選的主要特點就是要求末態(tài)產(chǎn)物有且只有一個孤立輕子，至少4個jet而且其中必須至少有2個bjet，丟失的橫動量必須大于20GeV。孤立輕子的離線能量判選選擇橫動量大于20GeV，四個jet的橫動量大于30GeV，丟失的橫動量表示有一個中微子產(chǎn)生。這個能量判選的最終效率是9.1﹪。 能量判選后用兩個輕jet組合一個W，將丟失的橫動量作為中微子的橫動量算出中微子的四動量，然后用孤立輕子和中微子組合一個W，最后選擇兩個bjet和W組

5、合得到top和反top的相關(guān)量。根據(jù)單輕子道Top事例判選條件，得到相應(yīng)的選擇效率如下： 要求一個孤立輕子的效率 59.470016﹪ 要求一個孤立電子的效率 50.936070﹪ 要求一個孤立μ子的效率 67.615798﹪ 要求四個jet的效率 41.929659﹪ 要求兩個bjet的效率42.275226﹪ 丟失橫動量>20GeV 100﹪ 能量判選效率 9.165463﹪(