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在大型强子对撞机LHC上的质子-质子对撞中,有多种物理机制可以产生ZZ双玻色子末态。利用Z玻色子的轻子衰变(Z→ll)和中微子衰变(Z→vv),即双轻子和丢失横动量的实验末态,本论文研究了ATLAS实验上在质心系对撞能量为8TeV下采集的ZZ事例,总积分亮度为20.3fb-1。首先,利用ZZ→llvv衰变道,我们测量了标准模型下ZZ产生的反应截面。这一产生过程在粒子物理标准模型下可以进行精确的理论计算,通过实验测量,我们可以与标准模型的预言相比较,验证理论计算。实验测得的8TeV能量下ZZ产生的总截面为σZZtot=8.84-0.88+1.04(stat.)-0.85+0.87(syst.)-0.28+0.33(lumi.)pb；而在NLO精度下的理论预言结果为6.58-0.28+0.30pb；两者相差为1.8个标准差。在最新的NNLO QCD修正下,理论计算结果为7.74-0.31+0.35pb,与我们的测量结果符合的更好。我们还进一步利用实验数据寻找了三玻色子异常耦合对ZZ产生的可能贡献。由于在实验上没有观察到与标准模型预言的明显偏差,我们给出了异常耦合参数的上限值。与ATLAS先前发表的实验结果相比,我们获得了对异常耦合最严格的限制。2012年在LHC上发现的希格斯(Higgs)粒子被发现同样具有离壳效应(off-shell),这一效应在Higgs质量高于2倍于Z玻色子质量(2mz)的范围内可以被观察到,并对ZZ事例的产生增加额外的贡献。因此H*→ZZ衰变提供了一个独特的机制来测量Higgs粒子的离壳耦合强度。利用ZZ→llvv末态,在95%的置信水平下,Higgs离壳信号强度的上限被确定为在9.6-12.4的范围内,预期的上限区间为8.8-13.3。进一步与ZZ→4l及WW→evμv衰变道的实验结果相结合,我们观察到(预期)的约束范围为5.1-8.6(6.7-11.0)。在每种情况下,上限范围是通过改变未知gg→ZZ和gg→WW本底的高阶QCD修正因子与已知的gg→H→ZZ和gg→H→WW信号的高阶QCD修正因子之间的比值来确定的,并且这一比值的变化区间为0.2-2。假设相关的Higgs的耦合是独立于Higgs生产的能标,与在壳(on-shell)测量的耦合强度相结合,我们可以进一步限制Higgs粒子的总的质量宽度ΓH。在95%的置信水平下,我们获得的观察(预期)的ΓH/THSM范围是4.5-7.5(6.5-11.2)。假定未知的gg→VV本底的高阶QCD修正因子与信号的相同,这一结果可以转化成Higgs总宽度在95%的置信水平下的上限,即观察(预期)结果为22.7(33.0)MeV。最后,基于H→ZZ→llvv衰变,我们寻找了质量在240和1000GeV之间的新的Higgs粒子。实验数据与本底假设相符合,我们设定了在双Higgs二重态模型(2HDM)中的额外Higgs粒子产生的截面的上限。在这一模型中,tanβ的很大一部分范围被排除了,并且排除范围取决于cos(β-α)；对于cos(β-α)=±0.1,tanβ<1的区域,在95%的置信水平下,Higgs质量在250-350GeV区间内被排除了。我们还提供了独立于任何物理模型的关于Higgs产生截面与H→ZZ分支比的乘积的上限。在胶子-胶子融合(ggG)反应道下,对于一个质量为400GeV的Higgs粒子,σggF×BΥH→ZZ在95%的置信水平下的上限为227fb,预期的上限为209fb。在矢量玻色子融合(VBF)反应道下,σggF×BΥH→ZZ在95%的置信水平下的上限为248fb,预期的上限为136fb。