Commissioning and early physics analysis with the ATLAS and CMS experiments
Andreas Hoecker
这些针对研究生和年轻博士后的讲义介绍了在欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）运行的高横向动量实验ATLAS和CMS的调试和早期物理计划。
These lecture notes for graduate students and young postdocs introduce the commissioning and early physics programme of the high-transverse-momentum experiments ATLAS and CMS, operating at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Commissioning of CMS and early standard model measurements with jets, missing transverse energy and photons at the LHC
我们报告的CMS调试的状态和历史，以及从宇宙射线μ介子数据的选定结果。第二部分的重点是优化重建的喷流，丢失的横向能量和光子的早期标准模型测量在ATLAS和CMS的第一次碰撞数据在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的战略。
Status and Commissioning of the CMS Experiment
在简要介绍了紧凑型μ子螺线管（CMS）实验的概况之后，在说明的第一部分中描述了建造和安装的状态。本文件的第二部分专门讨论CMS实验的一般调试策略，特别强调触发、校准和对准。还介绍了b-物理学的各个方面，以及CMS早期物理学的例子。CMS将为2007年底欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的第一次碰撞做好数据采集的准备。
Commissioning of Particle ID at ATLAS and CMS with Early LHC Data
本文介绍了ATLAS和CMS实验中轻子（电子、μ子和τ子）和光子粒子识别的最新结果，重点介绍了如何利用早期LHC数据验证粒子识别及其性能。
Commissioning of the ATLAS Experiment
介绍了截至2008年5月ATLAS实验的试运行情况。描述了最近几个里程碑周的子探测器集成。里程碑周M6的宇宙调试包括同步数据采集和μ子探测器和内部探测器的组合跟踪分析，以及μ子探测器和μ子触发器的组合分析。热量计已接近满负荷运行，并与热量计触发器集成在一起。正在安装高级触发基础设施，并在技术运行中测试算法。
Commissioning ATLAS and CMS with top quarks
大型强子对撞机的大ttbar产生截面表明使用顶夸克衰变来校准探测器的几个关键部分，如触发系统，喷流能量标度和b标记。
Tau tagging at Atlas and CMS
介绍了为LHC实验Atlas和CMS开发的tau识别和重建算法。详细介绍了适用于高电平触发和离线的重构方法
Commissioning of CMS Forward Hadron Calorimeters with Upgraded Multi-anode PMTs and μTCA Readout
与CMS正向强子量热仪PMT窗口相互作用的带电粒子的高通量为触发和离线数据分析引入了重要的背景。在长周期1期间，所有原始光电倍增管都被多阳极、薄窗口光电倍增管取代。同时，后端电子读出系统升级为μTCA读出。本文介绍了前向强子量热仪和μTCA系统的调试和校准经验。升级是成功的，并提供了质量数据运行2数据分析在13 TeV。
CMS experiment at the LHC: Commissioning and early physics
CMS合作在过去一年中大大提高了探测器对第一次碰撞数据的准备程度。今年获得的操作经验，对探测器的理解的巨大收获以及对早期物理学的更好准备将有助于最大限度地减少从第一次碰撞到第一次LHC物理学的时间。以下描述CMS实验的状态，并概述了第一个LHC数据的早期物理计划。
Single top quark and rare top quark production at ATLAS and CMS
介绍了ATLAS和CMS在LHC上对单个顶夸克产生和顶夸克稀有产生通道的最新研究结果。
Commissioning of the ATLAS Pixel Detector
ATLAS像素探测器是一种高精度硅跟踪设备，位于最接近LHC相互作用点的位置。它属于强子对撞机实验中的第一代。它将提供关键的模式识别信息，并将在很大程度上决定ATLAS精确跟踪粒子轨迹和找到次级顶点的能力。它是2007年6月安装在ATLAS的最后一个探测器，已在2008年春季和夏季完全连接并进行了现场测试。它目前正处于使用宇宙射线事件的调试阶段。我们介绍了ATLAS像素系统过去和未来调试活动的亮点。
Minimum Bias and Underlying Event Studies at ATLAS and CMS
最小偏差和潜在的事件研究在LHC与ATLAS和CMS探测器的概述。目前的不确定性，在LHC的能量尺度的软PP非弹性相互作用的建模进行了讨论。触发器用于选择在ATLAS和CMS的非弹性相互作用进行了描述和比较。对ATLAS和CMS合作进行的一些正在进行的最小偏倚和基础事件分析进行了总结。
Top quark production at ATLAS and CMS
本文综述了ATLAS和CMS实验中关于顶夸克产生的主要结果。给出了电弱单顶夸克产生和强顶夸克对产生的结果。
Jet Studies at CMS and ATLAS
介绍了CMS和ATLAS实验所采用的喷注重建和射流能量标定策略。喷流测量，可以做的早期数据，以面对QCD在最高的横向动量尺度和寻找新的物理描述。
Commissioning of the CMS zero degree calorimeter using LHC beam
本文介绍了CMS型零度量热仪在2009年12月的调试和首次运行情况。所有通道都正常工作。使用束飞溅事件将ZDC定时到数据采集系统中。这些数据还使我们能够对通道间的增益变化进行初步估计。
Associated top production in ATLAS and CMS
本文介绍了CMS和ATLAS合作组对与标准模型（SM）玻色子有关的顶夸克对和单顶夸克产生的一系列测量结果。这些结果之间的一致性和SM预测进行了讨论。最后给出了四个顶夸克产生的最新结果。
Challenges for early discovery in ATLAS and CMS
讨论了利用ATLAS和CMS的1 fb^-1 LHC数据发现新物理所面临的挑战。我们选取了四个具体的例子：高E_T下QCD喷流分布的偏离、高质量双轻子对、WW衰变通道中的Higgs搜索和低质量超对称性。
Heavy Flavour Physics at CMS and ATLAS
展望了CMS和ATLAS探测器在重口味研究中的应用前景。许多研究是针对早期的大型强子对撞机数据，利用大的$b$生产截面。还进行了罕见衰变研究，如$B_s \to μ^+μ^-$衰变。
Direct top quark mass measurements with the ATLAS and CMS detectors
本文介绍了最近的结果进行的直接顶夸克质量测量的ATLAS和CMS合作的$pp$碰撞收集在运行2的大型强子对撞机在$\sqrt{s}=$ 13 TeV。
Searches for new phenomena at CMS and ATLAS
本文描述了在大型强子对撞机上进行超标准模型搜索的ATLAS和CMS实验的前景。所提出的研究集中在搜索计划的超对称性（SUSY）和超越在最初几年的数据。
Search for Extra Dimensions with Atlas and CMS Detectors at the LHC
简要回顾了ATLAS和CMS实验在不同光度场景下寻找额外维度信号的发现潜力。
Prospects for SUSY searches in CMS and ATLAS
我们讨论了CMS和ATLAS实验是如何为分析第一个LHC数据做准备的，重点是寻找超对称性。我们将展示对探测器、触发器、重建和背景的理解的重要性，并将对CMS和ATLAS的范围进行现实的估计。
Higgs Searches at CMS and ATLAS
本文总结了在大型强子对撞机上进行的ATLAS和CMS实验发现标准模型希格斯玻色子的灵敏度。最后对LHC中最小超对称标准模型Higgs搜寻的前景进行了展望。
Machine Learning in Top Physics in the ATLAS and CMS Collaborations
机器学习在ATLAS和CMS合作中的顶夸克相关物理学的许多方面都是必不可少的。这项工作的目的是给一个简短的概述，目前的应用程序在两个合作，以及正在进行的研究，为未来的应用。版权所有2023 CERN为ATLAS和CMS合作的利益。根据CC-BY-4.0许可证的规定，允许复制本文或其部分内容
ATLAS Great Lakes Tier-2 Computing and Muon Calibration Center Commissioning
ATLAS中的大规模计算基于分层计算中心的网格链接系统。ATLAS Great Lakes Tier-2于2006年9月上线，现在正在全力投入使用，为USATLAS社区提供重要的计算能力和服务。我们的Tier-2中心还拥有密歇根μ子校准中心，该中心负责ATLAS端盖μ子系统的ATLAS半导体漂移管的日常校准。在2008年的第一个LHC束流期间和ATLAS全球宇宙射线数据采集期间，校准中心从μ子探测器接收到大量数据流，以获得漂移管时间偏移和时间-空间函数，周转时间为24小时。我们将介绍校准中心的调试状态以及我们2009年首次大型强子对撞机光束碰撞的计划。
Top Physics at ATLAS and CMS
在大型强子对撞机的ATLAS和CMS实验的顶夸克物理的潜力进行调查，从顶夸克的“重新发现”和它的使用作为校准工具的初始和后期阶段的测量。
Top Quark Modelling and Tuning in ATLAS and CMS
介绍了顶夸克模型和调谐的最新结果。特别是，这次演讲的重点是对定义和委托的共同蒙特卡洛工作进行的ATLAS和CMS在LHCTopWG的研究。还概述了目前对建模不确定性的建议。
Inclusive & differential cross-section measurements of top-quark pair production with ATLAS and CMS
利用ATLAS和CMS实验的碰撞数据，给出了在LHC上进行的包含顶夸克对产生截面的最新结果。在解析和推升的运动学区域中，给出了ATLAS和CMS的顶夸克对产生截面的包容性和差分测量。的横截面测量的顶夸克，喷流和轻子的事件最终状态的各种运动学可观的功能。
Commissioning and Operation of the New CMS Phase-1 Pixel Detector
CMS像素探测器的第一阶段升级由四个桶层（BPix）和每个端盖（FPix）中的三个前向磁盘组成。它在1，856个模块中包含总共1.24亿像素通道，其设计可承受高达$2 \times 10^{34}\,$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的瞬时亮度。探测器的不同部分在去年组装完成，后来被带到CERN安装在CMS跟踪器内。在组装过程中的各个阶段，已经进行了测试，以确保读出和电力电子设备以及冷却系统符合设计规范。在对各个组件进行测试之后，在CMS内部安装之前进行了系统测试。除了审查这些测试，我们还介绍了使用中央CMS DAQ系统现场检测器的最终调试结果。最后，我们审查的结果，从最初的操作的探测器首先与宇宙射线，然后与pp碰撞。
ATLAS Muon Detector Commissioning
ATLAS μ子谱仪由几个主要部件组成：用于精确测量μ子弯曲平面的平行漂移管，在高η区由阴极条室补充;分别用于筒和端盖区的触发和第二坐标测量的电阻板室和薄间隙室;一个光学对准系统，用于跟踪所有腔室的相对位置;最后，世界上最大的空心磁环系统。我们将描述使用宇宙射线的μ介子系统的状态和调试，以及使用早期束的调试计划。
Search for long-lived particles in ATLAS and CMS
ATLAS和CMS探测器可用于寻找重的长寿命粒子，这些粒子可能是标准模型之外的物理学信号。这些新的状态可以通过利用它们独特的特征来与标准模型粒子区分开，这些特征包括从探测器体积内任何地方的多轻子和/或喷流产生，到具有低速度和高动量的最小电离粒子。这里回顾了ATLAS和CMS提出的搜索这些信号的策略，特别强调触发器和检测器操作可能面临的挑战。
Lepton studies with ATLAS and CMS early data
轻子将在LHC实验进行的第一次测量中发挥关键作用。ATLAS和CMS探测器现已建成，并重新审视了对其性能的早期估计。预期的第一个物理信号的描述：它们将阐明探测器的理解水平，并允许控制系统的不确定性，开辟了新的和精确的物理学的道路。
Searches for New Heavy Resonances in Final States with Leptons and Photons in ATLAS and CMS
在高能物理中，末态轻子和光子共振的计算一直是发现的有力工具。在这里，我们提出了最新的结果，从ATLAS和CMS实验的基础上，高达36.1 FB $^{-1}$的13 TeV的质子-质子碰撞产生的大型强子对撞机。包括单轻子、双轻子、双光子和Z $γ$共振的详细结果。
Forward jets physics in ATLAS, CMS and LHCb
ATLAS、CMS和LHCb探测器重建前向快速喷流的能力（|η|> 3）在欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机上的p-p碰撞。这种测量的QCD和希格斯物理学的动机进行了总结。详细的研究，提供信息的部分子的结构和演化在小值的分数动量的质子。
Heavy Flavor Physics at ATLAS and CMS
最近的结果重口味的物理使用的数据从ATLAS和CMS探测器。讨论了在B 0_s-反（B 0_s）混合的CP破坏和B 0_d--> K*0 μ + μ-衰变中寻找新的物理特征。bottomonium和open-b生产的质子-质子碰撞在LHC的结果显示。结果是基于数据样本，其中包含与ATLAS或CMS探测器通过其相应的μ子触发系统收集的μ + μ-对。
Top quark mass and cross section at ATLAS and CMS
该文介绍了ATLAS与CMS合作组在大型强子对撞机上开展的顶夸克产生截面及质量的最新测量研究，顶夸克作为已知最重基本粒子是标准模型研究的重要对象。
Measurement of Heavy-Flavor Properties at CMS and ATLAS
由于ATLAS和CMS在触发μ子信号和重建这些粒子到低横向动量方面的出色表现，在2011年LHC运行中收集了大量的重口味强子样品，sqrt（s）= 7 TeV。对这些样品的分析使两个实验能够对重味性质进行竞争性测量，例如夸克偶素极化、寿命和CP破坏测量、强子光谱和稀有B衰变的分支比。
The CMS Experiment: Status and First Results
经过近20年的设计、建造和调试，CMS探测器于2009年11月首次使用碰撞LHC质子束运行。碰撞数据记录在质量中心的能量为0.9和2.36 TeV，并分析了快速周转时间的CMS合作。在这次演讲中，我将介绍一些调试结果和观察到的第一个物理共振。然后我将讨论带电强子的横动量和快度分布的分析，这导致了第一个CMS物理出版。CMS探测器的优异性能和与模拟预测的一致性对于启动时的对撞机探测器来说是令人印象深刻的，并在即将到来的LHC运行中显示出发现物理学的巨大潜力。
Heavy Flavor Measurements in ATLAS and CMS
我们提出了由ATLAS和CMS合作在大型强子对撞机收集的数据进行的重味测量。讨论了重味强子的产生机制，以及稀有衰变Bs->mumu的寿命测量和寻找。在2011年期间收集的每个实验约5 fb-1的大量可用统计数据以及优异的检测器性能允许进行有竞争力的重口味测量。
Searches for new physics with unconventional signatures at ATLAS and CMS
从搜索新的物理与非常规签名使用ATLAS和CMS探测器的选定结果。这些特征包括出现的喷流、重带电粒子、移位或延迟的物体以及消失的轨迹。这些签名可能来自隐藏扇区或超对称模型。这些搜索使用了LHC运行2的质子-质子碰撞数据，质心能量为13 TeV。
Supersymmetry Searches with ATLAS and CMS
重点介绍了目前的搜索质子-质子碰撞中产生的超对称性在大型强子对撞机，在sqrt（s）= 7 TeV。从ATLAS和CMS两个实验中总结了缺少横向能量的情况。涵盖了广泛的最终状态，包括最近的搜索与光子，轻子，和纯强子的最终状态。未来的发展预计将特别关注电弱和第三代超对称生产的独家搜索。
Monte Carlo modeling in single top quark and in other rare top-related processes at ATLAS and CMS
由于ATLAS和CMS在大型强子对撞机上收集了大量的数据，通过单个或稀有产生模式产生顶夸克变得非常重要。许多搜索现在正在研究这些过程，无论是作为一个目标信号或作为一个重要的背景来源。本文回顾了用于在ATLAS和CMS中对这些过程进行建模的蒙特卡罗模拟，以及如何估计建模系统的不确定性。许多分析最近也发布了各种各样的展开分布。显示了这些分布，并将各种Monte Carlo生成器的建模与数据进行了比较。
Measurements of the Top Quark Mass at ATLAS and CMS
我们介绍了最近在$\mathrm{t}\overline{\mathrm{t}}$轻子+喷流、全强子和双轻子通道中用ATLAS和CMS实验测量的顶夸克质量。此外，我们提出了一个测量使用的拓扑结构丰富的t通道单顶事件。分析包括观测值，其对顶部质量的灵敏度在用于提取数据中的$\mathrm{m}_{\mathrm{t}}$值之前使用蒙特卡罗模拟进行校准。这里概述的测量进入了ATLAS和CMS最近的组合，在顶部质量上产生了亚GeV的精度。
The ATLAS Trigger System Commissioning and Performance
ATLAS触发器已经非常成功地用于收集碰撞数据，在2009年和2010年LHC运行在质量中心的能量为900 GeV，2.36 TeV和7 TeV。本文介绍了正在进行的工作，委托ATLAS触发器与质子碰撞，包括广泛的在线运行的基础上的触发器的性能的概述。我们描述了触发器如何随着LHC亮度的增加而发展，并简要概述了即将到来的LHC运行计划。
Techniques and results of neutral long-lived particle searches in ATLAS and CMS in LHC Run 2
选定的搜索中性长寿命粒子的结果与位移和延迟喷射，无轨喷气机和新兴的喷气机，以及位移μ子，获得的数据记录在一个中心的质量能量为13 TeV的ATLAS和CMS合作在LHC的运行2，以及挑战和技术。
Highlights of the HL-LHC physics projections by ATLAS and CMS
本文更新了ATLAS和CMS实验在高亮度LHC（HL-LHC）上的物理触及范围，指出这些实验将在未来几十年主导能量前沿的最先进水平。
Results on QCD jet production at ATLAS and CMS
本文概述了TeV质心能量的大型强子对撞机（LHC）喷流的产生，包括ATLAS和CMS探测器的结果。当前的射流性能进行了描述，其次是包容性的射流和多射流测量在各种最终状态配置。最后给出了关于重味和射流子结构的一些结果。
Single top t-channel in ATLAS and CMS
单顶夸克的产生使得研究顶夸克物理和标准模型的电弱部分的相互作用成为可能。与预测的偏差可能是物理学超越标准模型的暗示。t-通道是LHC中单顶夸克的主要产生方式。本次演讲介绍了ATLAS和CMS合作的最新测量结果。
Commissioning ATLAS Trigger
在大型强子对撞机（LHC）的ATLAS实验将面临的挑战，有效地选择感兴趣的候选事件在$pp$碰撞在14 TeV的质心能量，同时拒绝大量的背景事件。因此，它配备了三级触发系统。第一级是基于硬件的，使用粗粒度量热计信息和快速读出μ子室。基于软件的第二级和第三级触发器需要将第一级触发器输出速率从约75 kHz降低到约200 Hz，并写入大容量存储器。本文将对该系统的调试进展情况进行综述。
Commissioning of the ATLAS reconstruction software with first data
展望第一次大型强子对撞机碰撞，ATLAS探测器正在使用现有的物理数据进行调试：宇宙射线和在450 GeV的大型强子对撞机单束操作期间获得的数据。在洞穴中安装ATLAS探测器的过程中，利用探测器可用的不同部件收集了宇宙射线。在第一次质子碰撞之前，使用带有和不带有磁场的完整安装的探测器以及最近记录的一些单束事件进行的组合宇宙运行被用于调试整个系统。
Top Quark Mass Measurements in ATLAS and CMS
ATLAS和CMS合作组利用大型强子对撞机上大量产生的顶夸克，对顶夸克质量进行了各种测量。最新的测量报告在这里，收集的数据在8和13 TeV的基础上，特别强调所谓的“直接”测量和“间接”的评价之间的区别从截面和差分截面。
$\mathrm{t\bar{t}+X}$ production at ATLAS and CMS
报道了最近对顶夸克对与规范玻色子或重味喷注的关联产生的包容和微分截面测量结果。在顶夸克扇区的标准模型之外的物理搜索也被提出。所有的测量都是基于质子-质子碰撞的数据样本在$\sqrt{s}=13$ TeV收集的ATLAS和CMS实验在欧洲核子研究中心的LHC。未观察到与标准模型预测的显著偏差。
Top mass measurements in ATLAS and CMS
顶夸克在大型强子对撞机上大量产生，近年来ATLAS和CMS两个合作项目进行了各种相关的测量。这里报告了这两个合作项目对顶夸克质量的最新测量结果。顶夸克质量的测量相对不确定度小于0.3%，使顶夸克成为最精确测量的夸克。
High mass searches in CMS and ATLAS
介绍了CMS和ATLAS合作在各种终态下对新物理进行大规模搜索的最新结果。这些搜索基于2016年和2015年收集的LHC的$\sqrt{s}=13$ TeV质子-质子碰撞数据。未观察到标准模型过程超出预期，并且将各种基准模型的排除限设定为95%置信水平。
tt+X measurements by CMS and ATLAS
CMS和ATLAS合作组在13 TeV对撞能量下，观测到4顶夸克产生过程，并给出了伴随W、γ玻色子及b喷注的顶夸克对产生的最新研究结果。
On the possibility to use ATLAS and CMS detectors for neutrino physics
高能初级宇宙射线进入地球大气层后产生了包括中微子在内的次级粒子流。μ子中微子穿过地球并通过带电电流反应产生μ子，可以通过用于碰撞束测量的实验装置进行记录。大型强子对撞机上的ATLAS和CMS等探测器由于其大的几何尺寸和先进的μ子探测系统，也有可能为中微子物理学做出贡献。给出了中微子产生上行μ子的可能速率的估计。
Recent measurements of W and Z (+jets) at ATLAS and CMS
本文综述 ATLAS 与 CMS 在 LHC 上关于 W、Z 玻色子（含伴随喷注）的最新测量，用于检验标准模型的 QCD 和电弱性质。
Top-quark mass at ATLAS and CMS
总结了LHC实验、ATLAS和CMS对顶夸克质量的测量。给出了不同方法重建顶夸克质量的结果。在不确定性范围内，不同测量的质量非常一致。直接测量顶夸克质量的测量精度现在优于0.5%。报道了顶夸克极质量测定的进展，讨论了直接测量的顶夸克质量与顶夸克极质量之间的关系。
Machine learning in top quark physics at ATLAS and CMS
本文介绍了在ATLAS和CMS实验中利用机器学习技术研究顶夸克现状及未来应用。
Search for new physics in dijet final states in ATLAS and CMS
包含一对高能强子喷注的事件可以为在高能强子对撞机上寻找新物理提供清晰的信号。ATLAS和CMS实验收集了2015年和2016年期间$\sqrt{s}$ = 13 TeV的LHC碰撞数据，寻找新共振或偏离标准模型预测的证据。尽管没有看到新物理学的迹象，但对最有趣的基准模型设置了严格的限制，提高了LHC Run1的范围。
Single top-quark production via $tW$, $tZq$, and $s$-channel with ATLAS and CMS
通过$tW$生产，通过$tZq$生产，并在$s$ -通道的单顶夸克生产的分析，显示最近的ATLAS和CMS的$pp$碰撞分析的范围在LHC在$\sqrt{s}=7,8$，和${13}\,\text{TeV}$。建立横截面值和信号显著性估计，确认良好的协议与最精确的固定顺序计算每个生产模式。
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