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尽管标准模型(SM)被认为是一个在O(102)GeV能标下成功的有效理论,在TeV能标下将有新物理出现。在SM的众多扩展理论中,最小超对称模型MSSM[1]被认为是描述新物理的最佳候选。超对称理论可引入R=(-1)2S+3B+L宇称,预言SM粒子R=+1,而其SUSY伴随子R=-1,并存在稳定的中性弱作用最轻超对称粒子LSP。然而,实验上稳定质子与现有低能核数据并不强烈支持严格的R对称性,而中微子振荡实验又强烈显示L轻子味道改变;另一方面,理论上在保持规范不变、超对称性以及理论的可重整性前提下,可以引入不同时破坏L轻子数与B重子数守恒的破坏项,这称为普适的R宇称破坏理论RPV。如何在实验测量与理论描述两方面分析确定R对称性,检验严格的L与B守恒,是粒子物理前沿研究的一个重要内容。
在实验物理前沿,CERN即将运行的LHC(LargeHadronCollider)将提供人类迄今能够实现的最对撞高能量与亮度,其对撞质心能量达到14TeV,对撞粒子束流亮度高达1034cm-2s-1,其上的实验物理研究有望解答标准模型电弱自发破缺机制,寻找高能标下的新物理,特别是标准模型扩展超对称SUSY理论众多基本物理问题。ATLAS(AToroidalLHCApparatuS)是LHC上一个主要的普适性探测器,是有史以来最大的高能物理探测器,其优化设计能够充分发挥LHC实验广泛的物理研究潜力[5]。它主要由内部径迹探测器、磁铁系统、电磁量能器、强子量能器、μ子谱仪、数据获取和触发系统几部分组成。寻找黑格斯粒子是ATLAS最主要的目的,同时,对于高亮度高能量下的新物理研究特别是超对称物理的寻找也是ATLAS的一个重要目的。
本论文主要工作是在2*7TeV质子-质子对撞中探测PP→sneutrino→e+μ过程,更为精确地检验超对称R宇称破坏理论。本论文首先介绍了标准模型和R宇称破坏现象的理论背景,然后从物理分析对计算机环境要求开始,建立了LHCComputingGrid(LCG)用户界面(UI)环境。在计算环境的基础上,本论文建立了从信号衰变道的蒙特卡洛(MC)重建,到PP→sneutrino→e+μ过程的实验测量方法,最后通过CLs方法给出LHC上95%置信度下对排除R宇称破坏现象信号存在的期望限制,并且得到比DO实验更加灵敏的结果。