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CMS实验上重味夸克偶素产生截面的测量汇报人:2024-01-17

目录contents引言CMS实验装置与数据采集重味夸克偶素产生截面理论模型实验测量方法与结果分析与其他实验结果比较与讨论总结与展望

01引言

重味夸克偶素重味夸克偶素是由两个重味夸克(如顶夸克、底夸克等)组成的束缚态粒子,在粒子物理标准模型中占据重要地位。CMS实验CMS(CompactMuonSolenoid)实验是欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上的两个通用探测器实验之一,致力于研究高能物理领域的基本问题。产生截面测量产生截面是描述粒子在对撞机中产生概率的物理量,对于理解粒子间的相互作用和验证标准模型具有重要意义。重味夸克偶素产生截面的测量是研究其性质和应用的关键步骤。研究背景与意义

国内外研究现状目前,国内外多个实验组在CMS实验上开展了重味夸克偶素产生截面的测量工作,取得了一系列重要成果。这些研究不仅加深了我们对重味夸克偶素性质的理解,也为新物理模型的探索提供了重要线索。发展趋势随着LHC的升级和CMS探测器的不断改进,未来重味夸克偶素产生截面的测量精度将进一步提高。同时,新的分析技术和理论模型的发展也将推动该领域的研究不断深入。国内外研究现状及发展趋势

本论文旨在利用CMS实验数据,对重味夸克偶素产生截面进行精确测量,并探讨其物理意义和应用前景。通过本研究,我们期望加深对重味夸克偶素性质的理解,为新物理模型的探索提供实验依据。研究目的本论文首先介绍了重味夸克偶素的研究背景和意义,以及国内外研究现状和发展趋势。接着,我们详细描述了CMS实验装置和数据分析方法,包括事件选择、背景估计和系统误差分析等。在此基础上,我们对重味夸克偶素产生截面进行了测量,并给出了统计误差和系统误差的估计。最后,我们讨论了测量结果的物理意义和应用前景,以及未来研究的展望。内容概述论文研究目的和内容概述

02CMS实验装置与数据采集

CMS探测器CMS(CompactMuonSolenoid)是大型强子对撞机(LHC)上的两个通用探测器之一,用于研究高能物理中的基本粒子及其相互作用。探测器组成CMS探测器由超导磁体、硅微条径迹室、电磁量能器、强子量能器、μ子探测器等多个子系统组成,用于测量粒子的动量、能量和位置信息。触发与数据获取系统CMS实验采用多级触发系统,实现在线事例筛选和数据压缩,以满足高事例率下的数据获取需求。CMS实验装置简介

数据重建原始数据经过预处理后,进行径迹重建、顶点重建、粒子鉴别等步骤,得到物理分析所需的各种信息。数据存储与管理处理后的数据被存储在分布式计算系统中,供全球范围内的合作组进行分析和研究。数据采集CMS实验通过LHC提供的质子-质子对撞产生大量事例,探测器记录下这些事例的原始数据。数据采集与处理流程

筛选标准根据物理分析的需求,制定相应的事例筛选标准,如粒子类型、动量范围、能量阈值等,以提取感兴趣的事例样本。数据样本的纯净度与效率通过优化筛选条件和采用先进的统计方法,提高数据样本的纯净度和信号探测效率,降低背景干扰和统计误差。数据质量评估CMS实验通过对探测器性能、触发效率、事例重建质量等方面进行监测和评估,确保数据的可靠性和准确性。数据质量评估与筛选标准

03重味夸克偶素产生截面理论模型

在粒子物理中,重味夸克偶素是由两个重味夸克(如顶夸克、底夸克等)组成的束缚态。它们可以通过强相互作用在高能物理实验中产生。产生机制主要包括直接产生和通过衰变产生两种方式。重味夸克偶素产生机制描述重味夸克偶素产生的理论模型主要有非相对论量子色动力学(NRQCD)、色单态模型(CSM)和色蒸发模型(CEM)等。这些模型基于不同的假设和近似方法,对重味夸克偶素的产生截面进行理论预测。理论模型概述重味夸克偶素产生机制及理论模型概述

NRQCD模型该模型考虑了重味夸克偶素的相对论效应和色八重态的贡献,能够较准确地描述实验数据。但NRQCD模型中的长程矩阵元需要从实验数据中提取,具有一定的不确定性。CSM模型CSM模型假设重味夸克偶素以色单态形式产生,忽略了色八重态的贡献。该模型在描述某些实验数据时存在困难,如顶夸克偶素的产生截面等。CEM模型CEM模型假设所有产生的重味夸克对都能形成束缚态,而不考虑其色量子数。该模型能够较好地描述实验数据,但缺乏对不同种类重味夸克偶素产生的细致描述。不同理论模型间比较与优缺点分析

选用合适理论模型进行后续分析对于需要高精度测量的实验,如LHC上的重味夸克偶素产生截面测量,NRQCD模型可能是更好的选择,因为它考虑了更多的物理效应并提供了更高的精度。根据实验需求和精度要求选择合适的理论模型不同理论模型可能在描述不同方面的实验数据时具有优势。因此,在实际分析中,可以结合多个理论模型的优点,对实验数据进行更全面

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