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利用图谱实验对SM希格斯玻色子进行搜索 第一级触发器在硬件中实现,并使用检测器信息的一个子集。接下来是一个基于软件的级别

作者:万物知识局

利用图谱实验对SM希格斯玻色子进行搜索

第一级触发器在硬件中实现,并使用检测器信息的一个子集。接下来是一个基于软件的级别,它运行类似于离线重建软件的算法,将事件速率从最大L1速率100 kHz降低到大约1 kHz。

2015年和2016年收集的pp数据为√=为13 TeV,束间距为25 ns。在数据采集和应用数据质量要求时,要求全探测器运行后,综合光度对应36.1fb−1,其中3.2和32.9fb−1分别于2015年和2016年采集。

每束交叉(堆积)的平均pp相互作用数从2015年的13次左右到2016年的25次左右,2016年达到的峰值瞬时光度为1.37×1034cm−2s−1。

图集实验使用了一个右手坐标系,其原点在探测器中心的标称相互作用点(IP)和沿光束管的z轴。x轴指向从IP到LHC环的中心,y轴指向向上。

在横切平面上使用圆柱形坐标(r,φ),φ是围绕z轴的方位角。伪快度用极角θ定义为η=−ln tan(θ/2)。横向能量定义为ET = E sin(θ)。

轨道隔离是由pT > 1 GeV的ID轨道计算的,在介子轨道z06mm内的纵向冲击参数z0,不包括介子轨道本身。

在2015年的数据集中,轨道隔离度要求小于介子横向动量的6%(7%)。第二个pT阈值为50 GeV的单介子触发器对轨道隔离没有要求。

双介子触发器的pT阈值分别为22 GeV和8 GeV,并且不应用轨道隔离标准。

在2015年(2016年)的数据采集中,使用了pT阈值为24 GeV(26 GeV)、60 GeV、60 GeV和120 GeV(140 GeV)的单电子触发器,以及pT阈值为12 GeV(17 GeV)的双电子触发器。

在2016年的数据采集期间,最低阈值单电子触发要求pT < 50 GeV的∆R=0.2和pT > 50 GeV的∆R=10/(pT/G0V)的轨道隔离小于电子横向能量的10%。

对于所有的电子触发器,候选电子必须满足基于电磁量热计中及其相关轨道的能量簇的特性的识别标准。具有较低阈值的单电子触发器使用更严格的标准来进行电子识别。

对于通过分析预选的H→Zγ事件,Z玻色子衰变为介子(电子)对,通过触发选择的效率为92.9%(96.9%)。对于1 TeV的高质量共振,介子和电子终态的相应效率分别为94.3%和99.8%。

θbkg是决定背景形状的有害参数,与信号参数化、效率和可接受度中的不确定性相关的干扰参数用θsig表示。

与事件产量或mZγ分辨率的不确定性相关的有害参数被分配对数正态概率密度函数,而与mZγ信号峰值位置相关的有害参数被分配高斯概率密度函数。

与杂散信号相关的干扰参数θspur被指定为高斯概率密度函数,背景产生大于或等于数据中观察到的过量的波动的概率通过α = 0假设的p值p0来量化。

它也可以用高斯标准差数表示,并提供一个对可能偏离预期背景的局部显著性的估计。考虑到试验因素,修正了偏差可能发生在搜索区域的任何地方的影响,估计了全局显著性。

数据之间的兼容性和增加α的非零值用于设置σ(pp→H/X)·B(H/X→Zγ)、B(H→Zγ)和pp→H→Zγ的上限,分别使用修正频率(CLs)方法,通过识别CLs的值等于0.05的值α。

结果是由封闭型渐近公式[105]为质量高达1.6 TeV。

利用图谱实验对SM希格斯玻色子在√= 13 TeV上的36.1fb−1中的希格斯玻色子(H→Zγ)和窄高质量共振(X→Zγ)进行了搜索,观测数据与预期的背景数据相一致。

没有观察到H→Zγ和X→Zγ衰变的证据,并且在mH = 125.09 GeV的σ(pp→H)·B(H→Zγ)和σ(pp→X)·B(X→Zγ)作为mX的函数上设置了上限。

对于质量为125.09 GeV的希格斯粒子,在σ(pp→H)·B(H→Zγ)上观察到的95% CL上限是SM预测的6.6倍,利用自旋0和自旋2的解释研究了高质量Zγ共振的搜索。

对于自旋0共振,质量范围从250 GeV到2.4 TeV,观察到的极限在88 fb到2.8 fb之间变化,其中胶子-胶子融合产生的共振被用作基准模型。

对于自旋2共振,来自希格斯特征模型的LO预测被用作基准。对于通过胶子-胶子(夸克-反夸克)初始态产生的共振,自旋2共振的质量范围在117 fb(94 fb)和3.7 fb(2.3 fb)之间。

对于自旋0共振,该质量范围的相应预期极限在61 fb和2.7 fb之间变化,对于通过胶子-胶子(夸克-反夸克)初始态产生的自旋2共振,在82 fb(66 fb)和3.6 fb(2.2 fb)之间变化。

利用图谱实验对SM希格斯玻色子进行搜索 第一级触发器在硬件中实现,并使用检测器信息的一个子集。接下来是一个基于软件的级别
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