ATLAS detector12由一个内部跟踪检测器组成，该检测器被薄的超导电磁阀，电磁量和强子量环组成 ，以及一个结合了三个大型超导空气核心磁带磁体的兆子光谱仪。
Atlas使用右手坐标系 ，其原点位于检测器中心和沿梁管的Z轴的标称相互作用点。X轴从相互作用点到LHC环的中心指向，Y轴向上指向 。圆柱坐标（R ，ϕ）用于横向平面 ，ϕ是围绕Z轴的方位角 。伪塔是用极角θ来定义的，为η= -ln（tan（θ/2））。
内部检测器（ID）系统浸入2-T轴向磁场中 ，并在范围内提供带电的粒子跟踪|η|< 2.5. The high-granularity silicon pixel detector covers the vertex region and typically provides four measurements per track, the first hit normally being in the insertable B-layer (IBL) installed before Run 260,61. It is followed by the silicon microstrip tracker (SCT), which usually provides eight measurements per track. These silicon detectors are complemented by the transition radiation tracker (TRT), which enables radially extended track reconstruction up to |η| < 2.0. The TRT also provides electron identification information based on the fraction of hits (typically 30 in total) above a higher energy-deposit threshold corresponding to transition radiation.
The calorimeter system covers the pseudorapidity range |η| < 4.9. Within the region |η| < 3.2, electromagnetic calorimetry is provided by barrel and endcap high-granularity lead/liquid-argon (LAr) calorimeters, with an additional thin LAr presampler covering |η| < 1.8 to correct for energy loss in material upstream of the calorimeters. Hadron calorimetry is provided by the steel/scintillator-tile calorimeter, segmented into three barrel structures within |η| < 1.7, and two copper/LAr hadron endcap calorimeters. The solid angle coverage is completed with forward copper/LAr and tungsten/LAr calorimeter modules optimized for electromagnetic and hadronic energy measurements, respectively.
The muon spectrometer (MS) comprises separate trigger and high-precision tracking chambers measuring the deflection of muons in a magnetic field generated by the superconducting air-core toroidal magnets. The field integral of the toroids ranges between 2.0 and 6.0 Tm across most of the detector. Three layers of precision chambers, each consisting of layers of monitored drift tubes, covers the region |η| < 2.7, complemented by cathode-strip chambers in the forward region, where the background is highest. The muon trigger system covers the range |η| < 2.4 with resistive-plate chambers in the barrel, and thin-gap chambers in the endcap regions.
The performance of the vertex and track reconstruction in the inner detector, the calorimeter resolution in electromagnetic and hadronic calorimeters and the muon momentum resolution provided by the muon spectrometer are given previously12.
Interesting events are selected by the first-level trigger system implemented in custom hardware, followed by selections made by algorithms implemented in software in the high-level trigger62. The first-level trigger accepts events from the 40-MHz bunch crossings at a rate below 100 kHz, which the high-level trigger further reduces in order to record events to disk at about 1 kHz.
The results of the combination presented in this paper are obtained from a likelihood function defined as the product of the likelihoods of each input measurement. The observed yield in each category of reconstructed events follows a Poisson distribution the parameter of which is the sum of the expected signal and background contributions. The number of signal events in any category k is split into the different production and decay modes:
where the sum indexed by i runs either over the production processes (ggF, VBF, WH, ZH, , tH) or over the set of the measured production kinematic regions, and the sum indexed by f runs over the decay final states (ZZ, WW, γγ, Zγ, , , τ+τ−, μ+μ−). The quantity is the integrated luminosity of the dataset used in category k, and is the acceptance times selection efficiency factor for production process i and decay mode f in category k. Acceptances and efficiencies are obtained from the simulation (corrected by calibration measurements in control data for the efficiencies). Their values are subject to variations due to experimental and theoretical systematic uncertainties. The cross-sections σi and branching fractions Bf are the parameters of interest of the model. Depending on the model being tested, they are either free parameters, set to their standard model prediction or parameterized as functions of other parameters. All cross-sections are defined in the Higgs boson rapidity range |yH| < 2.5, which is related to the polar angle of the Higgs boson’s momentum in the detector and corresponds approximately to the region of experimental sensitivity.
The impact of experimental and theoretical systematic uncertainties on the predicted signal and background yields is taken into account by nuisance parameters included in the likelihood function. The predicted signal yields from each production process, the branching fractions and the signal acceptance in each analysis category are affected by theory uncertainties. The combined likelihood function is therefore expressed as:
where nk,b, and stand for the number of observed events, the number of expected signal events and the number of expected background events in bin b of analysis category k, respectively. The parameters of interest are noted α, the nuisance parameters are θ, P represents the Poisson distribution, and G stands for Gaussian constraint terms assigned to the nuisance parameters. Some nuisance parameters are meant to be determined by data alone and do not have any associated constraint term. This is, for instance, the case for background normalization factors that are fitted in control categories. The effects of nuisance parameters affecting the normalizations of signal and backgrounds in a given category are generally implemented using the multiplicative expression:
where n0 is the nominal expected yield of either signal or background and σ the value of the uncertainty. This ensures that n(θ) >0甚至对于θ的负值 。对于大多数滋扰参数 ，包括所有影响分布形状的滋扰参数，而是在分布的每个bin上使用线性表达式：
系统的不确定性被分解为独立的潜在来源 ，因此当源影响多个或所有分析时 ，相关的滋扰参数可以通过使用共同的滋扰参数在与这些分析相对应的可能性中完全相关 。在重建和选择效率64,65,66,67,67,68,69,70以及能量测量值71,72,73,74中。每当适用时，通过使用常见的滋扰参数可以连贯地传播它们的效果 。使用完整的2个数据进行的分析与仅使用2015年和2016年数据的分析之间的分析仅相关 ，这是由于其评估的差异 ，在重建算法和软件释放中进行的 。与背景过程建模相关的系统不确定性以及由于用于估计预期信号和背景收益率的模拟事件有限而引起的不确定性，被视为分析之间不相关。
Parton分布功能中的不确定性在所有输入测量和所有分析类别中都相干实施75 。在对粒子喷射的parton淋浴建模时的不确定性会影响信号的接受度和效率，并且对于给定生产过程中的所有输入测量值都是共同的 。同样 ，由于缺少高阶量子染色体动力学（QCD）校正而导致的不确定性对于给定的生产过程很常见。它们在简化模板横截面框架的运动区域的实现导致了66个不确定性来源 ，其中总体接受效应与各种垃圾箱之间的迁移分开（例如，射流多重区域之间或Dijet不变质量区域之间的迁移）76 。接受和信号产生不确定性都会影响信号强度修改器和耦合强度修饰仪的结果 ，这些结果依赖于测量和预期产量的比较 。仅接受不确定性会影响横截面和分支分数结果。HIGGS玻色子分支部分的不确定性是对标准模型参数值（例如B和C Quark质量）和缺失高阶效应的依赖性的 ，使用前面描述的相关模型实现了44。
总共有超过2,600个系统不确定性来源，其中包括合并的可能性 。对于大多数提出的测量值 ，系统不确定性的大小相似或比相应的统计不确定性小 。系统的不确定性是最精确测量的参数 ，即GGF和VBF过程的全球信号强度和生产横截面。全局信号强度测量的预期系统不确定性（约5％）大于统计不确定性（3％），信号中的理论不确定性（4％）和背景建模（1.7％）以及实验性系统不确定性（3％）的理论不确定性相似 。后者主要由亮度测量值的不确定性组成（1.7％） ，其次是电子 ，JET和B-JET重建，数据驱动的背景建模以及有限数量的模拟事件（大约1％）的不确定性 。实验不确定性的所有其他来源均贡献了1％。GGF过程的生产横截面的系统不确定性主要由实验不确定性（3.5％） ，其次是信号理论不确定性（3％） ，而统计不确定性为4％ 。对于统计不确定性为8％的VBF过程，实验不确定性估计为5％，信号理论不确定性总计高达7％ 。系统的不确定性在分支分数中的统计不确定性中也是主要的 ，将分支分数分为w对和τlepton对。
感兴趣的参数的测量使用基于配置文件可能比率的统计测试52：
其中α是感兴趣的参数 ，θ是滋扰参数 。该符号表明滋扰参数值是最大程度地提高感兴趣参数值的可能性的可能性 。在分母中，感兴趣的参数和滋扰参数都设置为无条件最大化可能性的值（）。参数α的估计值是这些值最大程度地提高了似然比 。
由于通常在测量中选择的大量事件 ，本文中介绍的所有结果均在渐近制度中获得 ，在渐近制度中，可能性大约遵循高斯分布 。在单个输入测量的先前迭代中检查了它 ，例如参考。77 ，在事件计数较低的情况下，通过将渐近公式的结果与伪证明的结果进行比较 ，这种假设也存在。这证实了先前的工作52的结果 ，即高斯近似值在几乎5个背景事件中有效 。在渐近状态下，剖面可能λ（α）= -2Ln（λ（α））的负数对数遵循Aχ2分布 ，其自由度等于相当于兴趣参数的数量 。然后将给定置信度水平（CL）（通常为68％）的置信区间定义为以N自由度为单位的区域 ，χ2分布的分位功能是在一个自由度上的分数函数，因此对于具有一个自由度的1σ（2σ）Cl。通过扫描轮廓可能性获得与这些置信区间相对应的参数α的值 。同样，P值PSM = 1 -Fn（λ（αSM））用于测试测量的兼容性和标准模型预测 。参数之间的相关性是通过反转可能性第二个衍生物的矩阵来估计的。
预期的意义和限制是使用“ Asimov”数据集52确定的 ，当将观测到的元素设置为其预期值时 ，当滋扰参数设置为最大化可能性时的值时，这些限制可获得 。
在κ框架内 ，单个测量的横截面被参数化为
其中γF是希格斯玻色子衰减到最终状态F和γH的部分宽度是希格斯玻色子的总衰减宽度 。总宽度由所包括的所有衰减模式的部分宽度的总和给出。由于超出标准模型以外的现象 ，对Higgs玻色子衰变宽度的贡献可能表现为耦合强度修饰符κP的值与一个或BINV的值不同 。或bu 。不同于零。然后，希格斯玻色子总宽度如
Higgs玻色子生产横截面以及部分和总衰减宽度是根据耦合强度修饰符进行参数化的 ，如参考文献9的表9所示 。22 。在本文中使用了改进的参数化 ，包括其他子领先贡献，以匹配提高的测量精度。
在简化的模板横截面44,56,57,58框架中 ，运动区域对希格斯玻色子生产的精确研究的定义是基于给定生产过程中产生的颗粒的预测性能。该分区遵循所谓的1.2方案 ，该方案的粒度比阶段1.1方案57稍好，并在生产过程中引入了希格斯玻色子横向动量类别 。希格斯玻色子必须以速度| yh |生产 。< 2.5. Associated jets of particles are constructed from all stable particles with a lifetime greater than 10 ps, excluding the decay products of the Higgs boson and leptons from W and Z boson decays, using the anti-kt algorithm78 with a jet radius parameter R = 0.4, and must have a transverse momentum pT,jet >30 GEV。假定对希格斯玻色子衰变的运动学特性进行标准模型预测 。超出标准模型以外的现象可以实质性地修改这些属性 ，从而接受信号 ，尤其是对于WW或ZZ衰减模式，在对相关解释中使用这些测量值时，应考虑这一点 。
Higgs玻色子的产生首先根据初始状态和相关粒子的性质进行分类 ，后者包括W和Z玻璃体的衰减产物 ，如果存在。这些课程是：和这些课程；QQ'→HQQ'过程，具有VBF和Quark发射的VH（其中V = W ，Z）产生的贡献 ，并具有载体玻色子的HADRONIC DECAY；PP→VH产生，具有载体玻色子（V（ℓℓ ，ℓν）H）的松弛衰减 ，包括GG→ZH→ℓℓH的产生；最后，GGF过程与生产结合在一起 ，形成单个GG→H过程 。生产过程的贡献被考虑在于每个运动区域的Gg→H产量1％44 ，因为所有输入分析的两个过程的接受度相似 。44。
单个衰减模式中的输入测量仅提供了对阶段1.2方案的某些区域中横截面的敏感性有限的，这主要是因为其中一些区域中的事件数量少 。在其他情况下 ，它们仅对这些区域的组合提供敏感性 ，从而导致强烈相关的测量值 。为了减轻这些影响，一些阶段1.2运动区域合并为合并测量。
与单个输入测量值相比，与信号预测相关的系统理论不确定性已更新以密切遵循阶段1.2方案的粒度 。对于对此生产过程敏感的所有输入渠道 ，GGF生产中的QCD量表不确定性进行了更新 。在18个不确定性来源中 ，总共有两个说明了整体固定顺序和重新召集效应，两个涵盖了不同的喷气多样性垃圾箱之间的迁移 ，其中7个与Higgs玻色子横向动量（）在不同的相位区域的建模相关 ，四个解释了四个说明了两种dijet dijet trable tress the dijet bufvariant mass（mjj）的不确定性的不确定性。动量（）分布在≥2-jet区域中，一个与Higgs玻色子分布的建模以及一个喷气式横向动量（）在高区域中除外 ，最后 ，最后一个考虑了最高夸克质量方案的不确定性。QQ'→HQQ'和过程的理论不确定性以前定义为28，V（ℓℓ ，ℓν）H运动区域的理论不确定性遵循早期工作中描述的方案76 。对于通过几个阶段1.2区域合并而定义的运动区域 ，确定信号接受因子假设每个阶段1.2区域的相对部分由其标准模型值给出，并且这些分数中标准模型预测的不确定性被考虑在内 。
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本文概览： ATLAS detector12由一个内部跟踪检测器组成，该检测器被薄的超导电磁阀，电磁量和强子量环组成，以及一个结合了三个大型超导空气核心磁带磁体的兆子光谱仪。 ...
文章不错《发现后十年的Atlas实验的Higgs Boson相互作用的详细地图》内容很有帮助