强子对撞机上双玻色子末态过程中Higgs粒子的研究和新物理的寻找

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11335007
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    370.0万
  • 负责人：
    赵政国
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    A2602.强相互作用与强子物理
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The discovery of the Higgs-like particle with mass around 125 GeV by the ATLAS and CMS collaborations at the Large Hadron Collider (LHC) in 2012 opened a new era for particle physics. Although the Standard Model (SM) has achieved great success in describing the strong and electroweak interactions, it is considered to be the effective theory in the low energy region. For the next decades to come, the most important tasks of the particle physics with accelerator is to measure the mass and production cross section of Higgs particle from different decay modes and to determine its relevant properties, and further more to search for new physics beyond the SM.This project proposes to (1) search for Higgs particle and study its properties from the decay channels H->ZZ*->4l, H->gamma gamma, H->WW*->2l2v and H->Zgamma->llv. (2) search for new physics beyond the SM with diboson final states constructed from electron and muon for the leptonic decays of W and Z. Mainly to measure diboson production cross sections and determine the corresponding triple gauge boson couplings (TGCs) that may hint new physics if TGCs present anomalous, and search for new particles from WZ, WW and ZZ final states.
2012年，大型强子对撞机上的两个独立探测器，ATLAS和CMS发现了一个质量约125GeV的新粒子，可能就是标准模型（SM）预言的Higgs粒子，揭开了粒子物理研究的新纪元。在今后的十年，粒子物理最重要的研究任务是通过不同的衰变过程测量类Higgs粒子的质量、自旋、宇称、与其他粒子的耦合等性质，以及寻找超出标准模型的新物理。本项目将利用ATLAS实验采集的大批量数据在双玻色子末态衰变过程中进行类Higgs粒子研究及新物理的寻找工作：(1)通过衰变道H->ZZ*->4l, H->gamma gamma,H->WW*->2l2v和H->Zgamma，来探测类Higgs粒子，并研究其性质。(2)寻找超出标准模型的新物理：精确测量双玻色子产生截面，通过研究三规范玻色子的反常耦合寻找新物理存在的证据，以及在高质量端直接观测WZ，WW和ZZ的新共振态来寻找新物理。

结项摘要

2012年希格斯粒子被发现后, 确定它是标准模型(SM)所预言的标量玻色子是粒子物理领域内最重要的科学问题, 也是本项目重要研究方向。本项目相关的研究内容和重要结果有：.1.首次发现bb衰变模式，信号显著性达到5.4倍标准差；.2.将μμ衰变分支比限制到SM预期的3倍以下（95%置信度）；.3.将H->Zy的产生截面与分支比乘积限制到SM预期的10倍以下 （95%置信度）；.4.确定其自旋为零，宇称为偶；.5.利用高质量ZZ事例中的离壳希格斯产生获得质量总宽度的间接限制：在95%置信度下小于14.4 MeV；.6.利用H->ZZ*末态测得的希格斯粒子与其他基本粒子的耦合与理论预期一致。 .尽管目前所有的实验结果与SM预期都没有显著偏离，但SM并不完备。许多重要问题都无法在其框架下讨论。在LHC实验上有两条探索超SM物理的路线：一是精确测量SM所预言的重要过程，与理论预期对照，如果发现偏离，则得到了新物理存在的证据和探索新物理的线索；二是针对特定新物理模型所预言的新现象，直接寻找新物理。本课题在SM精确检验方面的研究内容和重要成果有：.1.首次发现同号WW产生过程，统计显著性达到6.9标准差；.2.测量异号WW产生截面，所得结果与标准模型一致；.3.测量Z的4轻子衰变分支比、质子质子对撞中产生的4轻子质量谱，ZZ产生过程，所得结果与SM预期一致，进一步限制了电弱物理中可能的反常耦合；.4.测量WWW产生过程，实验结果限制四规范玻色子耦合。.本课题在新物理直接寻找方面的研究内容和重要成果有：.1．寻找高质量的希格斯粒子的WW, ZZ衰变，得到截面与分支比乘积的上限；.2．寻找右手中微子和右手W玻色子，排除了右手中微子和右手W玻色子质量小于比3-5 TeV参数区域；.3．寻找带双电荷的希格斯粒子(H++)，排除了质量在200-220 GeV范围内的H++。 .综上，课题组较为全面、系统地探索超出SM的新物理：精确地测量了希格斯粒子特性，测量了几个重要的电弱过程，并针对几个特定模型直接寻找新粒子。迄今所有结果都与SM预期一致，SM之外的耦合及新的粒子都被严格限制。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Constraints on off-shell Higgs boson production and the Higgs boson total width in ZZ→4ℓ and ZZ→2ℓ2ν final states with the ATLAS detector
ATLAS 探测器对离壳希格斯玻色子产生以及 ZZ−4− 和 ZZ−2−2−最终状态下希格斯玻色子总宽度的约束
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Phys. Lett. B
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    The ATLAS Collaboration
  • 通讯作者：
    The ATLAS Collaboration
Search for Invisible Decays of a Higgs Boson Produced in Association with a Z Boson in ATLAS
在 ATLAS 中寻找与 Z 玻色子相关产生的希格斯玻色子的不可见衰变
  • DOI：
    10.1103/physrevlett.112.201802
  • 发表时间：
    2014-05-20
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Aad, G.;Abajyan, T.;Zurzolo, G.
  • 通讯作者：
    Zurzolo, G.
Measurements of four-lepton production in pp collisions at sqrt(s)=8TeV with the ATLAS detector
使用 ATLAS 探测器测量 sqrt(s)=8TeV 时 pp 碰撞中四轻子的产生
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Physics Letters B
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    The ATLAS Collaboration
  • 通讯作者：
    The ATLAS Collaboration
Search for dark matter in events with a Z boson and missing transverse momentum in pp collisions at TeV with the ATLAS detector
使用 ATLAS 探测器在 TeV 处的 pp 碰撞中寻找 Z 玻色子事件中的暗物质和缺失的横向动量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Phys. Rev. D.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    The ATLAS Collaboration
  • 通讯作者：
    The ATLAS Collaboration
Search for triboson WWW production in pp collisions at sqrt(s)=8TeV with the ATLAS detector
使用 ATLAS 探测器在 sqrt(s)=8TeV 的 pp 碰撞中搜索摩擦子 WWW 的产生
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Eur. Phys. J. C
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    The ATLAS Collaboration
  • 通讯作者：
    The ATLAS Collaboration

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其他文献

Search for heavy Majorana or Dirac neutrinos and right-handed W gauge bosons in final states with two charged leptons and two jets at √s =13 TeV with the ATLAS detector
使用 ATLAS 探测器，使用两个带电轻子和两个喷流，在 –s =13 TeV 处搜索最终态的重马约拉纳或狄拉克中微子和右旋 W 规范玻色子
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of High Energy Physics
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Rustem Ospanov;王文骁;赵政国;The ATLAS collaboration
  • 通讯作者：
    The ATLAS collaboration
Observation of J/psi -gt; proton anti-proton a0(980) at BESIII
J/psi 的观察 -
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Phys. Rev. D
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵政国;孙振田等
  • 通讯作者：
    孙振田等
Measurement of chi_cJ decaying into eta’ K+ K-
chi_cJ 衰减为 eta 的测量 – K K-
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Phys. Rev. D
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵政国;周小蓉等
  • 通讯作者：
    周小蓉等

其他文献

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赵政国的其他基金

中国基于加速器的粒子物理发展战略研究（2021-2035）
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
BESIII 上粲偶素强子衰变的实验研究
  • 批准号：
    11179007
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    320.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目
天文与粒子物理暑期讲习班
  • 批准号：
    11045007
  • 批准年份：
    2010
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
利用J/ψ辐射衰变到双矢量介子态研究共振态结构
  • 批准号：
    10875113
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    40.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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  • 批准年份：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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相似海外基金

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  • 财政年份：
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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