自从重味夸克偶素被发现以后，理论及实验上对其产生机制的研究从未停止过。目前，在强子对撞机上重味夸克偶素的产生机制仍未被很好的理解。历史上有多个理论模型尝试描述重味夸克偶素的产生机制。色单态模型(CSM)预测的粲夸克偶素(J/ψ和ψ(2S))的产生截面与美国费米国家加速器实验室的对撞机Tevatron上CDF的实验测量结果存在着巨大差异。经过高阶修正的色单态模型虽然一定程度上能够与实验结果吻合，但由于理论计算中高阶修正存在很大的误差，故这种吻合被认为置信度不高。因此物理学家们提出一种基于非相对论量子色动力学(NRQCD)的色八重态机制(COM)，这种机制能够很好地解释实验上测得的重味夸克偶素的产生截面。　　理论模型除了能够预测重味夸克偶素的产生截面，也可以对其极化做出预测。色单态模型和色八重态机制分别预测重味夸克偶素有很强的纵向极化和横向极化，特别对于高横动量区间。这两种理论的极化预测值均与CDF实验测得的结果相矛盾。这种不符合一定程度上因为CDF实验的测量误差偏大，及横动量不够高。实验上更精确的测量重味夸克偶素的极化将有助于更好地理解其产生机制。　　大型强子对撞机(LHC)是位于瑞士和法国边境目前世界上最大的质子-质子对撞机，其设计质心对撞能量为14TeV，为Tevatron的7倍。得益于LHC高对撞能量和高亮度的优势，LHC能够产生更多、横动量更高的重味夸克偶素。紧凑型缪子螺线管探测器(CMS)是LHC上两个大型通用探测器之一，具有非常好的缪子接受度和动量分辨率。这为在CMS实验上更加精确地测量重味夸克偶素的极化提供了理想的条件。　　利用夸克偶素的双轻子衰变道，夸克偶素的极化可以在其静止系中测量。夸克偶素的角分布函数定义见公式(4.3)。为了全面地测量夸克偶素的极化，需要在不同参考系中分别测量依赖于参考系的极化参数λv，λψ，和λvψ，及不依赖于参考系的极化参数(λ)。实际上，在不同参考系中测量的极化参数（λv，λψ，和λvψ）具有非常不一样的值。　　本文主要讨论了在大型强子对撞机上利用CMS实验收集到的数据进行重味夸克偶素(Υ(1S)，Υ(2S)，Υ(3S)，J/ψ和ψ(2S))极化的测量。利用CMS实验2011年收集的质心对撞能量为7TeV积分亮度为4.9fb-1的数据，借助于夸克偶素的双缪子衰变道，通过分析双缪子衰变的角分布，本文在三个参考系中测量了Υ(nS)(n=1，2，3)及promptJ/ψ和ψ(2S)的极化参数:λv，λψ，λvψ和(λ)。Υ(nS)极化结果覆盖了如下横动量(pT)和快度(y)范围:10＜pT＜50GeV;|y|＜0.6和0.6＜|y|＜1.2。PromptJ/ψ极化结果覆盖了如下横动量和快度范围:14＜pT＜70GeV;|y|＜0.6和0.6＜|y|＜1.2。Promptψ(2S)极化结果覆盖了横动量和快度范围为:14＜pT＜50GeV;|y|＜0.6，0.6＜|y|＜1.2和1.2＜|y|＜1.5。　　本文的极化分析框架基于马尔可夫链蒙特卡罗方法。该方法根据后验概率分布随机抽样产生一马尔可夫链，当抽样次数足够多时，马尔可夫链趋于稳定。该方法的核心在于如何有效地产生马尔可夫链，本文采用Metropolis-Hastings算法。该算法从一个初始极化参数点出发，根据建议概率分布，在极化参数空间进行随机抽样得到一个新的参数点，通过比较这两点的后验概率分布值决定是否将该参数点作为下一次抽样的起始值。　　该框架需要以下五个部分作为输入:数据样本中缪子的四动量、双缪子效率、本底比率、本底事例的cosv-ψ二维分布和pT-|y|-mμμ三维分布。首先，根据本底模型从整个数据样本中去除掉本底事例;然后，从剩下的事例定义后验概率分布。极化参数的数值从后验概率分布的一维投影中得出。　　单缪子效率通过基于数据本身的tag-and-probe方法得到。本文详细研究了单缪子效率，防止由于效率的不准确性造成对最后极化测量结果的影响。因单缪子效率受到统计波动性的影响，本文先对其进行参数化然后再用于极化分析。由于两个缪子直接存在一定的关联性，因此双缪子效率并不能简单地利用两个缪子效率的乘积表示，需要再乘以一个关联因子(ρ)。该关联因子的影响在高横动量区间比较明显。　　本底比率用于构造本底模型。对于Υ(nS)，本底比率可以通过拟合其质量分布得到。为了测量promptψ(nS)的极化，non-promptψ(nS)（从B强子衰变）需要从数据样本中去除掉。对于promptψ(nS)，本底比率通过拟合其质量和飞行时间分布得到。本底模型的cosv-ψ分布和pT-|y|-mμμ分布利用质量分布的边带及飞行时间分布的non-prompt区间得到。　　本文的系统误差通过分析toy蒙特卡罗产生的赝数据及真实数据得到，主要有如下几种系统误差:极化分析框架、本底模型、T&P模型、ρ因子、在线双缪子顶点效率、效率的参数化、对于ψ(nS)飞行时间区间的定义、与极化输入的统计误差有关的系统误差。在低横动量区间，总误差主要由系统误差决定;高动量区间，总误差主要由统计误差决定。所有系统误差的影响都包含在了最后得到的后验概率分布中。　　Υ(1S)，Υ(2S)，Υ(3S)，及promptJ/ψ和ψ(2S)的极化结果显示，在本文分析的运动学区域里，夸克偶素没有很强的极化。本文将实验测量结果与理论预测值进行了比较。同时，将本文中J/ψ的实验结果与LHC上其他两个实验(LHCb和ALICE)的测量结果进行了比较。结果显示，LHC上各个实验测量的结果具有较好的一致性。　　本文的工作发表于两篇CMS合作组文章及一篇国际会议文集:　　1.CMSCollaboration,“MeasurementoftheΥ(1S),Υ(2S),andΥ(3S)PolarizationsinppCollisionsat√s=7TeV”,Phys.Rev.Lett.110(2012)081802.　　2.CMSCollaboration,“MeasurementofthepromptJ/ψandψ(2S)polarizationsinppCollisionsat√s=7TeV”,Phys.Lett.B727(2013)381.　　3.LinlinZHANGonbehalfoftheCMSCollaboration,“QuarkoniumproductionandpolarizationinCMS”,proceedingofCharm2013conference,2013.arXiv:1311.7490vl.并在国际会议上报告两次:　　1.LinlinZHANG,“QuarkoniumproductionandpolarizationinCMS”,Charm2013:The6thInternationalWorkshoponCharmPhysics,31Aug-4Sep2013,Manchester(UnitedKingdom).　　2.LinlinZHANG,"Quarkoniumpolarizationinppcollisionsat7TeVwiththeCMSexperiment",Quarkonium2013:The9thInternationalWorkshoponHeavyQuarkonium2013,22-26Apr2013,IHEP,Beijing(China).