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欧洲核子研究中心LHC的两个实验组CMS和ATLAS在2012年7月4日宣布了一个消息,他们在质量为125GeV附近以5.1个西格玛的置信度发现了一个全新的中性玻色子,确定为希格斯玻色子。 通过建造大型对撞机LHC使得我们可以探测到来自于14TeV质心系能量的质子和质子的对撞所产生的我们需要找寻的希格斯玻色子。而探测器主要是由内部的径迹探测器然后接着是电磁量能器,接着是强子量能器,最外层是μ子探测器组成的,CMS和ATLAS这两个探测器都是由这四个主要的核心构建组成的。 从电弱拉氏量可以导出电弱相互作用的形式和粒子的性质。但是这样的话,费米子和规范玻色子是没有质量的,所以通过引入希格斯场,结合希格斯破缺机制,这样就可以让费米子和规范玻色子获得质量,因此能否寻找到希格斯粒子就成为了理论很重要的事情。如果在对撞点对撞产生出希格斯粒子的话,那么希格斯粒子就会衰变,因为衰变是极其迅速的,衰变模式也是复杂的。所以我们只能通过捕捉的衰变产物去反推是否是希格斯粒子衰变来的。其实不管是中性的希格斯粒子还是带电的希格斯粒子都可以通过衰变产物来区分。所以如果探测器对于末态的粒子和喷柱有很好的分辨能力的话,可以极大增强重建的信号和压低本底。如果在探测器参数一定的情况下是很需要通过构造合理的观测量来压低背景排除本底的,这样子才能实现信号的增强。 要产生我们所需要的2HDM模型中的带电希格斯粒子对事例,有两种途径,一条途径是通过真实的对撞机对撞产生事例,另一条途径就是通过蒙特卡罗方法来模拟质子-质子的对撞来产生我们所需要的数据样本。本论文中我们通过蒙特卡罗方法模拟产生带电希格斯粒子对。蒙特卡罗模拟还可以指导在真实对撞机寻找我们所需要的事例,而这里所说的蒙特卡罗方法实际上就是事例生成器。我们通过looptools算出胶子-胶子融合产生希格斯对的散射振幅,对相空间进行格子化,这样经过几次迭代之后,相空间格子的划分就趋向于稳定。然后用上VBF(Vector Boson Fusion)过程的的2→2过程的相空间积分,就可以算出这个过程的截面,用上格点的微分截面和总截面的信息,我们就可以做平权(reweight)事例了。那么得到的标准的LHE文件就是末态粒子的信息。包括电荷,母粒子,四动量等信息。有了这个希格斯粒子对的LHE格式的文件之后我们就可以对其进行动力学的分析,也可以把这个文件交给pythia做进一步的衰变和强子化。之后再交给PGS或者Delphes做探测器模拟。就可以得到我们想要的物理效果,我们可以对事例进行重建和帅选,来达到更高的信噪比。