ATLAS探测器发现13 TeV质子-质子碰撞中无新共振信号：139 fb^-1数据分析

本文档是关于使用ATLAS探测器在13 TeV质子-质子（pp）碰撞中寻找新共振的实验研究，该研究基于2015年至2018年期间收集的数据，总碰撞次数达到139 fb^-1。在大型强子对撞机（LHC）上进行的这项工作，主要关注的是新物理粒子可能产生的喷气对（jet pairs）质量分布中的异常现象。实验目标是寻找标准模型（SM）预测之外的局部过量事件，即超出背景估计的新共振信号。 研究方法包括对两个最高能量（leading jets）的不变质量分布进行细致分析，这是一种常见的寻找新粒子踪迹的技术，因为它可以揭示出未预期的峰或异常。除了常规的双射流搜索，研究还特别关注那些含有b强子（bottom quarks）的射流，因为b- jets 是许多新物理模型中的关键成分。通过改进高横向动量下的b- jet识别技术，提高了针对这类事件的敏感度，即使在更高的数据积累下也能保持较高的效率。 尽管进行了深入的分析，但结果并未发现明显的高于背景的事件积累，这表明在13 TeV的pp碰撞中，并没有观察到显著的新共振信号。根据这些数据，研究人员设置了一系列新物理模型的截面上限，以95%置信水平为基准。此外，还报告了对非特定形状信号（如高斯型）的独立限制，这是对未知新物理现象的一种通用处理方式。 这篇研究展示了ATLAS探测器在现代粒子物理学实验中的应用，以及在排除新物理信号方面的能力。尽管没有发现证据，但它对提高对粒子物理学标准模型的理解，以及对未知物理现象的探索提供了有价值的数据基础。后续的粒子物理研究将继续利用此类数据分析，以更全面地探索宇宙的基本性质。