强子对撞机上高精度全局性蒙特卡罗模拟方法的应用及发展

We focus on the rapidly developed advanced Monte-Carlo Simulation methods and tools at the Hadron Colliders. Based on our previous works and experiences in this field, we would like to further contribute on developing and extending the modern Monte-Carlo tools and methods, which are aiming to be more general, precise and complete. We are interested in validating and performing detailed studies among various modern simulation tools and predictions, to dig out the uncertainties, discrepancies and also underlying physics for further improvement. We will apply then these new methods and tools on the precise measurement or new physics searches at the CERN Large Hadron Collider, to test and verify various novel searching channels and techniques.

本项目主要侧重于近年来得到蓬勃发展的强子对撞机物理的高性能模拟方法。申请人在以往的研究工作基础上，将继续致力于完善和扩充高精度及全局性的蒙特卡罗模拟方法与软件工具，力争使其更加友好快捷，更加精确，更加完整而贴近实验。申请人将详细分析比较及验证现今各种代表国际前沿的常用技术方法或软件工具，揭示其内在差异或缺陷，并寻求合理的物理解释以期改进。申请人也将把新一代的模拟技术及工具应用于欧洲核子中心的大型强子对撞机LHC上标准模型的精确测量及新物理寻找，特别是探索及验证新的寻找机制和方法。

本项目侧重于近年来得到蓬勃发展的强子对撞机物理的高性能模拟方法及工具，在圈图诱导的胶子融合过程的数值计算、蒙卡实现，多规范玻色子过程在LHC及未来100TeV pp对撞机上的测量，多Higgs玻色子物理等方面做出了一批贡献。具体包括， (1) 我们首次给出了胶子融合的ZZ+jet及光子对+jet的单圈计算数值结果， 首次将HH+Jets的完整模拟嵌入到MadGraph软件组中，对精确模拟Higgs对在强子对撞机的产生及测量Higgs自耦合具有重要意义；（2）我们利用MadGraph+Pythia6+Delphes软件链条，系统地研究了在LHC上通过WW半轻道寻找新物理的可能性，在LHC上测量小截面的三规范玻色子WWA，WZA和WWW等过程的敏感度；（3）我们也研究了在14TeV及100TeV pp对撞机上通过4W衰变道测量Higgs玻色子对产生过程的可能性，以及对Higgs自耦合的测量能力。