【摘 要】
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希格斯场是粒子物理标准模型的重要组成部分,它不仅负责产生基本粒子的质量,同时它也是标准模型中唯一的标量粒子。因此对于希格斯玻色子的研究成为了大型强子对撞机（LHC）实验中的一个热门课题。大型强子对撞机给我们提供了一个绝好的机会来研究标准模型的预言以及寻找超越标准模型的新物理现象。在新物理理论中通常会包含一个更加复杂的希格斯场,因此会产生更多的希格斯波色子,例如一个带电的希格斯玻色子。寻找这种新粒子
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希格斯场是粒子物理标准模型的重要组成部分,它不仅负责产生基本粒子的质量,同时它也是标准模型中唯一的标量粒子。因此对于希格斯玻色子的研究成为了大型强子对撞机（LHC）实验中的一个热门课题。大型强子对撞机给我们提供了一个绝好的机会来研究标准模型的预言以及寻找超越标准模型的新物理现象。在新物理理论中通常会包含一个更加复杂的希格斯场,因此会产生更多的希格斯波色子,例如一个带电的希格斯玻色子。寻找这种新粒子将是对新物理模型的一个直接验证。本博士论文共包含了两部分主要贡献:在顶夸克和底夸克衰变道寻找带电希格斯玻色子（H+→tb）;在多轻子末态寻找标准模型希格斯玻色子伴随一对顶夸克产生的过程（ttH）。寻找带电希格斯玻色子的分析使用了ATLAS探测器在2015和2016年收集到的质心系能量13 TeV的质子质子对撞数据,对应的积分亮度为36.1 fb-1。分析在200 GeV到2000 GeV质量区间没有发现相对于标准模型背景的明显超出,相对于标准模型预言的最大偏离位于300 GeV质量点,对应的本地p0值为1.13%。寻找ttH产生的分析使用了 ATLAS探测器在2015年到2017年收集到的数据,对应的积分亮度为79.9 fb-1。通过测量ttH过程的产生截面,我们可以直接检验希格斯玻色子和顶夸克之间的汤川耦合强度。本分析的目标是通过多轻子末态单独发现ttH过程。为了达到这一目标,我们将数据样本按照轻子（电子,mu子）数量和强子化衰变的tau轻子数量划分成了六个不同的末态,并且定义了25个事例类别来寻找ttH信号并同时估计赝轻子（fake lepton）本底。本论文会着重介绍在包含两个同号轻子及一个tau轻子末态的分析及优化。统计分析结果表明我们观察到了ttH信号相对于其他标准模型本底的超出,对应的实际（预期）显著性为1.8倍标准差（3.1倍标准差）。测量得到的ttH片过程的产生截面为294-162+182fb,在误差内与标准模型的预言一致。
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