LHCb上W玻色子产生截面及其电荷不对称性测量

LHCb is one of the four main detectors installed at the Large Hadron Collider (LHC). It covers the psudo-rapidity, η, in the range of 1.9<η<4.9. During the year of 2012, the LHCb experiment collected about 2.1/fb of proton-proton collisions data at 8 TeV. In this proposal, we will take the W boson to muon, electron and tau decay channels as signal processes, and estimate the number of signal events in the 2012 data sample, then we will calculate the muon, electron and tau jet detection efficiencies, finally we will measure the W cross-sections and their charge asymmetry in the muon, electron and tau channels. These measurements will provide an important test of the perturbative QCD and lepton universality, serve as a search for the new physics beyond the Standard Model, reduce the uncertainties on the proton Parton Distribution Functions (PDFs) in the froward region, constrain the difference between the PDFs of u and d valence quarks and complement the similar measurements performed at ATLAS and CMS.

LHCb是欧洲大型强子对撞机（LHC）上四个大的探测器之一，其赝快度（η）的覆盖范围是1.9<η<4.9。LHCb在2012年收集了积分亮度约为2.1/fb的质子－质子在质心系能量为8 TeV碰撞下的实验数据。本项目拟以W玻色子到缪子衰变道，电子衰变道和陶子衰变道为信号过程，对此实验数据样本中的信号事例数进行估算，并对缪子，电子和陶子喷注的探测效率进行估算，进而对W玻色子到缪子衰变道，电子衰变道和陶子衰变道的产生截面及其电荷不对称性进行精确地测量。这些测量结果能够精确地检验微扰量子色动力学，验证轻子普适性并寻找标准模型以外的新物理，减少大赝快度区域质子部分子分布函数的不确定度，限制大赝快度区域u和d价夸克分布函数的差别，以及作为ATLAS和CMS上相应测量的补充。

LHCb是欧洲大型强子对撞机(LHC)上四个大的探测器之一，其赝快度(η)的覆盖范围是1.9<η<4.9。LHCb在2012年收集了积分亮度约为2.1/fb的质子-质子在质心系能量为8TeV碰撞下的实验数据。本项目测量了质子－质子在质心系能量为8TeV碰撞下Z玻色子到正负陶子衰变道的产生截面, 这里其中一个陶子发生轻子衰变，另外一个陶子发生轻子衰变或者强子衰变。当Z玻色子的不变质量限制在60到120GeV/c^2之间，正负陶子的横动量大于20GeV/c且它们的赝快度在2到4.5之间时，Z玻色子到正负陶子衰变道的产生截面为95.8+/-2.1+/-4.6+/-0.2+/-1.1pb。这里第一误差为统计误差，第二个是系统误差，第三个是由于对撞能量的误差而引起的截面误差，第四个是由于实验数据积分亮度误差而导致的截面误差。实验上测得结果跟次次领头阶的标准模型预言的结果在是一致的。Z玻色子到正负陶子衰变道的产生截面跟Z玻色子到正负缪子(Z玻色子到正负电子)衰变道的产生截面的比值为1.01+/-0.05 (1.02+/-0.06)。这个比值在误差范围内跟单位1是一致的，这验证了轻子的普适性。