2012年,大型超环面探测器（ATLAS）与紧凑型渺子螺线管探测器（CMS）实验各自独立发现了希格斯玻色子,从此,希格斯玻色子相关物理研究的重点转移到对于希格斯玻色子性质的测量,以及与寻找希格斯玻色子相关的超标准模型粒子。ATLAS实验是一个利用坐落于欧洲核物理研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）的质子-质子对撞数据,研究在极高对撞能量下粒子物理现象的实验;同时它也是两个能够直接观测到希格斯玻色子实验中的一个。本人于2013年加入了 ATLAS国际合作组,并于2015年进入了 ATLAS发表论文的作者名单。这篇论文主要介绍了本人攻读博士论文期间在ATLAS实验中的工作以及贡献。在这期间,本人主要在两个ATLAS物理分析实验中做出了重要贡献。从2014年起,本人参与了在hh→WW*γγ衰变模式中寻找超标准模型的共振态与非共振态的分析实验。该分析使用了2011-2013年期间,ATLAS探测器在质心能量为8 TeV时所收集到的总积分亮度为20.3 fb-1的数据。双希格斯玻色子在标准模型中主要有两种产生模式:通过希格斯自耦合与通过重费米子的圈图辐射,对于此过程的研究,对于验证标准模型并测量标准模型的耦合参数具有重要意义。另一方面,在超越标准模型的理论中,一些重共振态也可以衰变到一对希格斯玻色子。这个分析对于希格斯自耦合以及超标准模型高质量共振态的理论研究也有着重要意义。本分析使用WW*γγ作为衰变模式,同时考虑到了h→WW*的高分支比,和h→γγ的高分辨率质量峰。这个分析使用了WW*的半轻末态衰变作为信号,即一个W衰变到两个喷注,另一个W衰变到一个缪子或者电子加上一个中微子。选择这个末态进行分析的原因主要是考虑到统计量和背景量。在事例选择过程中,本分析首先选择了双光子末态的希格斯玻色子作为候选粒子。在此基础上,进行了对于喷注数量,轻子数量,和丢失横能量的选择;同时,所有含有底夸克喷注的事例都会被抛弃,这是为了尽可能压低与顶夸克相关的本底。在这些选择条件的基础上,本分析选择了双光子不变质量在希格斯玻色子质量的±2σ区间内作为信号区间。本分析中信号效率直接由MC样本获得,包括:标准非共振态,和不变质量在260 GeV,300 GeV,350 GeV,400 GeV,500 GeV的样本都由MadGraph产生。在背景研究中,标准模型的单希格斯玻色子的贡献同样直接由MC样本获得。对于连续本底,由于末态复杂,模拟困难,这部分本底的估计使用了数据驱动的方法。本分析从去除了轻子要求的控制样本中,计算出了双光子不变质量选择条件的效率,并将这个效率应用于边带数据,从而得到了信号区间内连续本底的事例数。同时,为了验证此方法的可靠性,本分析对比了γγjjlv和γγjj MC样本的双光子不变质量选择效率作为交叉检验,并将这两个效率的差别当作一项系统误差处理。本分析中最主要的系统误差来源是边带数据的统计误差,由于在边带数据中只有9个事例,这项误差大小约为33.3%。其他的系统误差都分别作用在信号和背景之上,包括与亮度,光子,喷注,轻子和丢失横能量相关的系统误差都被考虑在内。在统计方法上,由于实验统计量低,故使用了计数而不是拟合的方法来得到最后的结果。在事例选择之后,在数据中,信号区间内一共有4个事例。从MC分析中,预期的背景事例应有1.65,在gg→hh→WW*γγ的截面为1pb的假设下,取决于质量点的不同,信号应当有0.39-0.72个。该项研究的结果显示,在95%置信度下,本分析首次给出了超标准模型下共振态与非共振态的截面上限。对于非共振态双希格斯玻色子,在gg→hh→WW*γγ的截面为1pb的假设下,其观测到的截面上限为11fb,预期的实验值为6.7 fb。对于共振态,实验表明他们的截面上限则与其质量负相关。在其质量为260GeV时,截面上限为30.7 fb,而实验期望值则为6.1 fb:在其质量为500 GeV时,截面上限为14.8 fb,而实验期望值则为4.4 fb。同时,对于信号显著性的测量发现了实验结果与标准模型预期有1.77倍标准偏差。实验并没有观测到超出标准模型的迹象。该研究结果与本国际合作课题组的另外三个ATLAS Run 1的双希格斯玻色子分析结果联合一起发表于PRD（2015）.本人参与ATLAS实验中的第二项工作主要是利用希格斯波色子衰变到双光子道的实验数据,对于希格斯玻色子的耦合常数进行了测量。ATLAS Run 2对于标准模型希格斯波色子衰变到双光子道的研究,主要有两部分。即:第一部分是基准截面测量;另一部分是希格斯的耦合测量,主要测量希格斯玻色子的信号强度,耦合强度,以及最新提出的“简化模板截面”（simplified template cross section）的理论框架。本人主要参与了对于希格斯玻色子的耦合测量工作。本分析使用了2015-2016年期间,ATLAS探测器在质心能量为13 TeV时所收集到的总积分亮度36 fb-1的数据。分析中使用了不同产生子产生的包括ggH,VBF,WH,ZH,ttH,tWH,tH jb,bbH的信号样本以及γγ,Vγ,Vγγ的背景样本。本分析中针对数据质量,对撞顶点,光子的运动学变量,光子的鉴别,与孤立化,首先选择了所有的双光子候选事例,并选择了不变质量在105到160 GeV作为拟合区间。在双光子事例选择之后,所有事例根据不同产生过程的拓扑结构被划分成为了 31个类别,分类过程的顺序是从最稀有的产生模式（ttH）起,到最常见的产生模式（ggH）。分类的优化基于阿西莫夫显著性,以提高目标信号在特定类别内的纯度。本分析中的信号模型研究主要分为三部分:事例数,不变质量谱形状,和希格斯波色子的横动量。其中,事例数和不变质量谱形状从mH=125 GeV的蒙特卡洛模拟中获得,并考虑到了0.09 GeV的希格斯波斯子实际质量的偏移。对于希格斯波色子的横动量研究考虑了高阶量子色动力学圈图对于横动量谱的形状修正和误差估算的压低。本分析中的背景模型主要分为两部分:背景成分研究和背景形状。在各个类别内的背景组分,由2×2D方法获得,考虑的主要组分有γγ,γjet,jetjet。背景形状的研究则是基于虚假信号方法,即在纯背景样本上利用信号加样本的分布函数拟合出由于涨落产生的虚假信号。在虚拟信号数满足特定标准的前提下,该拟合使用的自由度最低的背景方程将被用于背景参数化,同时虚假信号的数目将被当作一项系统误差处理。本分析中主要有四类系统误差:1.总事例数相关的理论/实验不误差:这些误差主要与光子选择有关,导致希格斯事件总数的波动;2.迁移不确定性:这些理论/实验的误差会导致事例在不同类别之间的迁移;3.双光子不变质量误差:影响希格斯质量的中心值与分辨率的误差;4.虚假信号;在考虑了所有系统误差和它们不同约束的基础上,本分析同时拟合了 31个重建类别。分析中首先测量了信号强度,对于总的H→γγ的测量结果为0.99 土0.14,对于各个不同的产生模式,其结果分别是:μggH = 0.81+-0.18+0.19= 0.81±0.16（stat.）-0.06+0.07（exp.）-0.05+0.07（theo.）μVBF= 2.0-0.5+0.6 = 2.0 ± 0.5（sta.t.）-0.2+0.3（exp.）+-0.2+0.3（theo.）μVH=0.7-0.8+0.9 = 0.7 ± 0.8（stat.）-0.2+0.2（exp.）-0.1+0.2（theo.）μtop = 0.5-0.6+0.6 = 0.5-0.5+0.6（stat.）-0.1+0.1（exp.）-0.0+0.1（theo.）相较于ATLAS Run 1的结果,这个精度提升了两倍。其次,本分析首次对于简化模板截面进行了测量。由于统计量的限制,分析中只给出了在希格斯玻色子相空间中九个不同区域的截面。结果与标准模型符合。最后,我们测量了希格斯玻色子的耦合强度。希格斯玻色子与胶子的耦合强度为kg= 0.76+-0.14+0.17,与光子为kγ= 1.16-0.14+0.14。该实验没有观测到任何超出标准模型的迹象。