ATLAS实验上通过WW衰变过程寻找新物理

This research proposal describes the search for new physics in the WW channel with the ATLAS detector. The search will be performed using data collected by the ATLAS detector at the LHC, using the full Run 2 dataset in the final publication and partial datasets in publications or conference presentations prior to the end of the 2018 data-taking period. A discovery of a new particle in the WW channel would be a scientific breakthrough in the field of particle physics. So far, at the LHC, the only new particle discovered was the predicted Standard Model (SM) Higgs boson at 125 GeV. The proposed project aims to search for new resonances decaying into two W bosons which in turn each decay into a lepton and a neutrino. Several signal models will be considered. In case of a discovery of a new particle, its properties will be thoroughly examined. The proposed research will present the evidence of new physics or constrains on the parameters of new physics.

到目前为止，在LHC 实验并未发现明显的新物理迹象。 随着ATLAS Run II 阶段的运行，将积累大量的实验数据，为新物理寻找提供了极佳的场所和条件。本研究将基于LHC上的ATLAS探测器，通过WW--〉lvlv末态过衰变寻找新物理。利用ATLAS RUN II 阶段不同的数据量，分阶段进行多轮次的测量，如果观测到新粒子，将对其性质进行研究。本研究将给出新物理存在的证据或给出对新物理存在更严格的参数限制。

超标准模型理论预言存在较重的双玻色子矢量和张量共振态，但实验上尚未观测到。我们利用质心能量13TeV的36.1fb^-1 数据，对双玻色子WW末态过程进行研究，在质量200GeV-5TeV范围内未发现中性重共振态存在的迹象，并给出了不同理论模型下的产生截面和X->WW分支比乘积的上限。另外，根据分析现状和ATLAS物理发展趋势，本项目还开展了两项重要研究：一是利用Z玻色子衰变的缪子事例进行RPC探测器响应和L1 Muon桶部触发的性能研究，该研究对muon相关的新物理寻找尤为重要。二是利用质心能量13TeV的139fb^-1数据进行ZZjj电弱产生截面测量，并未观测到与标准模型的偏离。该研究不仅可以帮助进一步理解标准模型中的电弱破缺机制，而且可以间接寻找新物理。.综上，我们按照研究计划完成相关研究，并根据物理分析实际情况调整研究内容，取得相应的重要研究成果。