论文部分内容阅读
大型强子对撞机LHC从2009年11月开始顺利对撞取数,这为各种相关理论的检验提供了一个好的机遇。 双光子末态是微扰QCD理论(pQCD)的重要探针,并且也是研究理论中许多新物理的一个比较干净的本底,例如低质量希格斯玻色子,超对称态,额外维理论。因此孤立双光子末态的分析,既是对H→γγ衰变道本底的研究,也是对各种理论的检验,看是否存在新的物理。 双光子截面测量这一课题之前在Tevatron上的D0和CDF实验中做过相关的研究,这两个实验分别使用了4.2fb-1和5.36fb-1的数据计算了p(p)对撞中在质心能量为1.96TeV的情况下相对于四个观测量(Mγγ,pTγγ,△φγγ,cosθ★)的微分散射截面和三个观测量(Mγγ,pTγγ,△φγγ)的微分散射截面并与几种不同的理论相比较。LHC上的CMS和ATLAS实验也分别使用了2010年的36pb-1和37pb-1的数据计算了pp对撞中在质心能量为7TeV的情况下相对于四个观测量(Mγγ,pTγγ,△φγγ,cosθ★)的微分散射截面和三个观测量(Mγγ,pTγγ,△φγγ)的微分散射截面并与几种不同的理论相比较。 本文利用LHC上的CMS探测器2011年所获取的质心能量为7TeV的4.6fb-1的数据,研究了孤立双光子在leading pt>40GeV,subleading pt>25GeV情况下并且接受度在|ηSC|<1.4442的范围内的截面测量的相关分析。期望利用较2010年约100倍的数据做更为精细的测量。同时相较2010年的取数而言2011年的瞬时亮度较高,对于pile-up处理需要特别注意。而2012年数据的瞬时亮度更高,这一分析也为2012年的双光子截面分析打下基础。 在本分析中,为了区分信号和本底光子即γ/π0,本文仔细的做了蒙特卡罗的研究,并选取了能有效区分信号和本底的簇射形状变量σiηiη来做鉴别。在双光子截面的分析,本文使用了数据驱动的方法,并分别利用高纯度的信号和本底光子的簇射形状变量σiηiη的分布作为模板,运用了二维拟合的方法来提取真实孤立双光子的事例数。在效率测量过程中,本文也使用了数据驱动的方法利用tag and probe软件对MC得到的效率进行修正,使得其更接近数据。通过分析,本文测量了两个光子都在接受度范围内时的截面9.51±0.123(stat)+0.46-0.47(sys)±0.43(lumi)pb与由次领头阶产生子RESBOS得到的两光子截面为8.25+0.65-0.08(scale)±0.35(PDF(+)αs)pb,两者在误差范围内相符。同时本文测量了四个观测量:双光子不变质量Mγγ,双光子横动量pTγγ,双光子在φ方向的差值△φγγ,在Collins-Soper坐标系内的极化角的差值cosθ★的双光子微分散射截面,并且与RESBOS理论进行比较,得到与2010年比较一致的结果。结果显示,NLO的计算并不能描述实验数据测量的结果,可能需要NNLO的计算来进行比较。