-

LHC

2015

-

LHC

2015

LHC - 200 - CMS. , , - . CMS - , L1 trig-ger, . -. L1. Monte Carlo 140 -. - 50 kHz - o 55%.

i

i

1 11.1 . . . . . . . 11.2 . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.4 - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4.1 - . . . . . . . . . . . . . . 101.4.2 - . . . . 11

2 182.1 CERN . . . . . . . . . 182.2 - LHC . . . . . . . . . . . . . . 192.3 CMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.3.1 CMS . . . . . . . . . . . . . 222.3.2 CMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.3.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.3.7 . . . . . . . . . . . . . 31

3 LHC 343.1 High Luminosity LHC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353.2 CMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4 454.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

ii

4.1.2 , pile-up 494.1.3 . . . . . . . . . . . . . . . . 504.1.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.2 . . . . . . . . . . . . . . . 524.3 CMS . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3.1 . . . . 564.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

4.4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.4.2 . . . . . . . . . . . 604.4.3 . . . . . 624.4.4 -jets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

5 - L1-trigger 685.1 Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.2 h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

i

iv

viii

iii

1

1.1

20o . () [1].

17 : . : . :up (u), down (d), charm (c), strange (s), top (t) bottom (b) : (e), () () (e, , ). : 0.5 MeV/c2 105 MeV/c2 1.8 GeV/c2,. , , 1 10 eV . , . , , , .

: , , . (QuantumGravity) . . :

1

1.

, W Z , - ( ) . Higgs [2] 4 2012, CERN. Higgs - Higgs. , 1.1.

1.1: : , Higgs .

1.2

[3], , , , . .

2

1.

, . , . .

[4], Bruno Pontecorvo 1969. , e ( ). ,. e , , .1 2. , e 1 , 2 :(

|e(t)

|(t)) = ( cos sin sin cos

)(|1(t)

|2(t)

) (1.1) e L :

Pee = P = 1 sin2 2 sin2 km2L/E (1.2)

k = 1.27 m2 = m22 m21 eV 2 ( c = 1), E MeV L m.

, , . :

e, e : m < 2.2 eV, : m < 170 keV , : m < 15.5 MeV

1933 Fritz Zwicky Coma. Virial , , Coma , . , ,

3

1.

, (Cosmic Microwave Background).

. , MACHOs (Massive compact halo ob-ject) . MACHOs , . , , . , - MACHOs. , , WIMPS, . , , . -, , ... .

- 4.9% , 26,8%. 68,3% . 5% .

1.2: Coma 1.3: Hubble

4

1.

. (- ) , - . , - .

-

. , , , . .

19 :

3 : g3,g,g s = (g23/4), EM e =g sin W sin2 W = (g)2/(g2 + (g)2)

9

4 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa

(Vacuum expectation value of Higgs), ( m0h - quarticcoupling), .

Higgs

: - mEV 103 GeV Planck MPl = G1/2N 1019 GeV . . 1032 , .

5

1.

(Micro black hole) Planck, MPl =

~c/G 1.2209 1019 GeV/c2 ( G:

Newton, ~: Planck, c: ), , W Z 10, 000, 000, 000, 000, 000 Planck. .

Higgs

Higgs mH0 . - mf Higgs ,fHff , f Yukawa f Higgs :

m2H m2H0 |f |2

822UV + ... (1.3)

UV ultra-violet momentum cutoff. UV , TeV , Planck MP = 1019 GeV , . , UV GUT . Higgs Higgs MGUT . Higgs 125 GeV , . S, 2:

m2H = 2s

162[2UV + ...] (1.4)

s = |f |2, , . , , . , .

1.3

. TeV

6

1.

. , , , - Planck. , (Beyond the Stan-dard Model theories), . .

1.3.1

[5] (Supersymmetry SUSY) , - Poincare, . , N Q Q.

Q|Fermion = |Boson , Q|Boson = |Fermion (1.5)

, N = 1 . :

{Q, Q} = 2P (1.6)

{Q, Q} = {Q, Q} = 0 (1.7)

{Q, P} = {Q, P} = 0 (1.8)

P , {1, 2} Weyl. , , . - -, (supermultiplet). -, Higgs, . - , . , . , .

-,

7

1.

. - (Minimal Supersymmetric Standard Model MSSM). MSSM , . Higgs . , , gluino SU(2)U(1) gauge - , gauginos. - quarks leptons, (squarks sleptons ), . Higgs Higgs, , higgsinos . MSSM .

Field Content of the MSSM

Supermultiplets SuperfieldBosonic

fieldsFermionicpartners

SU(3) SU(2) U(1)

gluon/gluinogauge/gaugino

V8V

V

gW,W 0

B

g

W, W 0

B

811

131

000

slepton/lepton

L

Ec(L, eL)eR

(, e)LeR

11

21

12

squark/quark

Q

U c

Dc

(uL, dL)uRdR

(u, d)LuRdR

333

211

1/34/32/3

Higgs/higgsinos

HdHu

(H0d , Hd )

(H+u , H0u)

(H0d , Hd )

(H+u , H0u)

11

22

11

1.1: MSSM SU(3) SU(2)U(1) . , quarks leptons.

;

, - 1016 GeV , GUT , Planck.

8

1.

1.4: , ( ) ( ). , . 1016 GeV (), ().

, , - Higgs .

- SUSY. ( - , ) Sakharov: ) ) C CP ) . , CP - . , , - -. CP , .

SUSY ,

9

1.

, - . (Lightest Su-persymmetric Particle LSP) TeV , - , .

, (LHC), CERN.

1.4 -

- LHC. - - .

1.4.1 -

1776.82 0.16 MeV/c2 . Martin Perl[6] 1976 1995. 3o - . 1 (e), 2.9 1013 s c 87m . , -, +.

Feynman 1.5, W , -, , down up , . 1.2 - 36% 64%. ( ) , 0.

10

1.

1.5: Feynman

Decay mode Resonance Mass (MeV) Branching Ratio (%) - - 17.36 ee - - 17.85 h 139.6 11.6 h0 770 26.0 h00 1 1200 9.5 hh+h 1 1200 9.8 hh+h0 4.8

1.2: - . h , .

1.4.2 - -

- - Higgs , MSSM, h/H/A H .

Higgs

4 2012, ATLAS CMS - , 125 GeV ( 1.6). Higgs .

11

1.

1.6: CMS - Higgs,

O Higgs [7, 8, 9] (gluon fusion), (weak-boson fusion), top . 1.7 Feynman Higgs 1.8 -.

(Gluon Fusion)

Higgs (gg H) (top bottom). - Higgs , LO, , 2s Yukawa, top . - QCD . Higgs, NLO LO 80% 100%, NNLO

12

1.

g

g

t

tW, Z

W,Z

q

q

g

g

q

q

q

q(a) (b)

(c) (d)

H

HH

H

1.7: Feynman Higgs : (a) , (b) , (c) (Higgs-strahlung) (d) top quarks

top (mt ) - 20%. , NLO 5%.

(Vector Boson Fusion)

Higgs LHC (VBF). VBF (-), t u, - W Z, Higgs . VBF - NLO QCD NLO 5 10% .

Higgs Strahlung

, VBF Higgs W Z (associate production Higgs Strahlung). , -, .., - ,

13

1.

, W Z, Higgs. pp W/Z H NLO QCD Drell-Yan NLO EW. , W/Z + H Higgs b .

tt

Higgs qq/gg Htt. - Yukawa top-Higgs Higgs b . LO [10], NLO QCD - 20%.

[TeV]s7 8 9 10 11 12 13 14

H+

X)

[p