大型强子对撞机上光子光子以及光子质子对撞模式下TeV能标新物理效应研究

Both the ATLAS and the CMS collaborations have programs of forward physics and provide the possibility to study photon induced interactions at the LHC. Photon induced productions can occur under better known initial conditions, with fewer final state particles and at high energy scale, thus can be studied as a complementary tool to normal pp collisions at the LHC. In this project, we will use Monte Carlo simulation method to simulate the TeV scale new physics production through photon induced processes at the LHC. Technically we choose cut based method and Multivariate Analysis method as well. By performing suitable signal and background analysis, we will set more precise constraints on parameter space of the TeV scale models. This project will be a good test for the photon induced interactions at the LHC and a good support to searches for TeV scale new physics beyond the Standard Model through photon induced interactions at the LHC.

ATLAS和CMS实验组都已经有了安装前置探测器以及研究前向物理的计划，为大型强子对撞机LHC上研究光子激发的相互作用提供了实验依托。对LHC上光子光子对撞模式以及光子质子对撞模式下TeV能标新物理效应的研究，成为LHC上普通质子质子对撞模式下新物理效应研究的一个非常有趣的和必要的补充。本项目基于LHC上前置探测器的安装以及对前向质子的探测，利用蒙特卡洛数值模拟方法，借助已有的和研发的事例产生器，精确模拟光子激发的基于标准模型以及TeV能标新物理模型下重要物理过程的产生，获得截面以及微分分布截面等实验可观测量，在此基础上采用多变量分析法等先进方法，进行适当的信号本底分析，获得新物理模型更为严格的参数限，为LHC上研究光子激发的产生过程给出精确的理论预言，为实验上利用该产生过程寻找标准模型以外的TeV能标新物理效应，提供必要的理论依据。

我们对LHC上光子光子对撞模式以及光子质子对撞模式下TeV能标新物理效应进行了研究，为LHC上普通质子质子对撞模式下新物理效应研究的一个非常有趣的和必要的补充。基于LHC上前置探测器的安装以及对前向质子的探测，我们利用蒙特卡洛数值模拟方法，自主完成了相关事例产生器，可以用于精确模拟光子激发的基于标准模型以及TeV能标新物理模型下重要物理过程的产生，获得截面以及微分分布截面等实验可观测量，在此基础上我们构建了多变量分析法等先进方法，进行适当的信号本底分析，获得新物理模型更为严格的参数限，为LHC上研究光子激发的产生过程给出精确的理论预言，为实验上利用该产生过程寻找标准模型以外的TeV能标新物理效应，提供必要的理论依据。在此基础之上，完成了整个程序框架的建立，并将工作拓展至核子结构探索中。