ATLAS实验bJet判选算法的研究

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1、山东大学硕士学位论文■——■鼍墨-———鼍量

2、曾__●■_—E皇量—_■●_——■●皇iii!__一符号说明QCD．"QuantumChromoDynamics量子色动力学LHC：LargeHadronCollider大型强子对撞机CERN：ConseilEuropeenpoulaRecherheNucleaire(EuropeanOrganizationforNuclearResearch)欧洲核子物理研究中心ATlAS：AToroidalLHCApparatuSHiggs=黑格斯粒子刁：eta．赝快度，=-i

3、n(tan(e／2))秒：从粒子对撞点出发的射线和束流线Z轴正向的夹角≯：phi，绕Z轴，即束流方向的旋转角pT"横动量，垂直于LHC束流方向的动量分量b-Jet．b夸克产生的Jetu-Jet：u夸克产生的Jet，本文中通指U，d，s夸克产生的Jetb-tagging-从U-Jet中挑选b-Jet的方法ps：皮秒，lps=10。12秒5原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本

4、文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：竭煎El期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：主玉整导师签名：哗一叫山东大学硕士学位论文中文摘要预计于2008年开始

5、启用的大型强子对撞机LttC(LargeHadronColliger)是正在研制的世界上规模最大的粒子加速器，也是全世界最强的粒子物理研究工具。LHC位于瑞士法国边境上的日内瓦的CERN(EuropeanOrganizationforNuclearResearch，欧洲核子物理研究中心)实验室，它的加速环周长达271m，中心碰撞能量达14TeV。LHC的对撞束流团间隔为25ns，束流团亮度高达到10MCttl吨s～。LHC超高的能量和亮度将为粒子物理的研究开辟一个更广阔的领域，带来更多的挑战，LHC可以对粒子物理

6、的标准模型理论进行精确验证，并探索能够驱动弱电标准模型中自发对称性破缺的黑格斯机制，寻找Higgs粒子。在LHC环形隧道上，将主要进行4个粒子对撞探测实验：ATLAS(AToroidalLHCApparatuS)、ALICE(ALargeIonColliderExperiment)、CMS(CompactMuonSolenoid)和LHCb。ATLAS是LHC计划中最大的一个综合实验之一，它是一个大型多用途粒子探测器。ATLAS最主要的目的是寻找Higgs粒子，同时它也将用来寻找较重的类W、Z玻色子、超对称粒子，

7、研究基本费米子的结构，精确测量w和t夸克质量以及研究B衰变中的CP破坏。ATLAS探测器主要由内部径迹探测器(InnerDetector)、电磁量能器(Electromagneticcalorimetry)、强子量能器(Hadroniccalorimetry)、II子谱仪(Muonspectrometer)、磁铁系统几部分组成。标准模型是一个近似“完美”的理论，除了SM黑格斯粒子，标准模型预言的其他粒子都已经在实验上找到，而且理论预言的数值和实验测量值在很高的精度上保持了一致性。虽然如此，标准模型并不是一个最后的

8、理论，标准模型以外还存在着新的物理，“大统一”的理论应该能够包罗万象。标准模型的大部分物理过程或者超标准模型的物理过程都包含b—quark衰变，标准模型中的Higgs粒子有很高的几率衰变到b—quark或者是包含b-quark的末态。因此精确分辨b-quark产生的b—Jet对于验证标准模型，发现Higgs粒子具有重要意义。b-tagging就是从众多的lightquarkJets和gluonJets背景事例中分辨出b-Jet。1995美国费米实验室的科学家发现topquark也得益于b—tagging算法的改进

9、。为寻找Higgs粒山东大学硕士学位论文子，ATLAS实验中提高b—tagging的效率具有很重要的意义。当前ATLAS使用b—tagging的算法主要分3种：1)基于粒子径迹碰撞参数(初级作用顶点)的算法；2)基于b—Jet中次级顶点的算法：3)基于b—Jet中lepton的算法；本论文的主要目的是研究ATLAS实验中b-Jet的判选算法，探讨如何通过联合当前算法提高A