在标准模型Higgs粒子确认发现之后,当前的高能物理界的发展目标主要集中在新物理的寻找。而新物理的寻找主要有两种途径,1.标准模型的精确检验,即从理论和实验上给出更加精确的结果,以期望找到当前的理论与实验之间的细微偏差;2.给出当前各种新物理模型的存活参数空间,在限制条件允许的情况下给出新物理可能出现的现象学,为实验寻找新物理特征信号提供理论依据与指导。本论文课题就是围绕这两条途径,分别进行了三规范玻色子产生的精确研究,及超出标准模型的新模型中新Higgs粒子的现象学研究。规范玻色子产生的精确研究一直是高能物理的热点和重点之一。规范玻色子对产生的研究目前已经达到了 NNLO QCD与NLO EW水平,而三规范玻色子产生的NLO EW修正是目前唯象理论研究的一个重要课题,我们说的规范玻色子包含W玻色子,Z玻色子以及光子,对其各种形式的组合产生模式的精确研究也正在被广泛关注。该论文的主要工作之一就是在NLO QCD+EW水平上精确研究W对与光子的伴随产生,并考虑了 parton shower效应。同时,在新物理研究中,涉及到诸多的新模型,比如超对称模型,THDM,GM模型等等,当前的LHC实验对这些模型的存活空间给出了较大的限制。该论文的另一个重点就是根据当前理论与实验的限制条件对GM模型进行参数扫描,以及对于模型中预测的重的Higgs粒子的产生衰变机制进行了详细的分析并给出其现象学。同时近几年来,机器学习的应用也在高能物理领域得到了长足的发展,比如新物理的信号背景分析,夸克的鉴别,更加高效的参数扫描等等,都可以用到各类的机器学习方法。本文也会以GM模型为例展示深度学习方法在高能物理唯象学中的应用。基于各类理论和实验分析方法,我们可以对当前LHC上出现的疑似反常的现象做出可能性的解释。例如本文中最后一部分主要探讨了 CMS实验组上在18.4 GeV附近发现的可能的共振峰结构。并分别基于赝标粒子和标量粒子的假设给出了可能的理论计算结果。本文的创新点有以下几个方面:·在三规范玻色子产生的研究中,电弱修正计算以及QCD parton shower的结合是多数先前的文章没有考虑过的,以及关于这一过程详尽的有关光子PDF的分析也是重要的创新点之一。在NLO固定阶计算当中我们采用了相空间分割的方法处理实辐射过程带来的发散,同时在计算五点圈积分的过程当中采用了 FF package与Denner的混合方案。同时对于光子/jet分辨的问题中,我们采用了 Frixion方案给出了一个可信的结果。在b夸克初态的实辐射过程计算中还会出现t夸克的共振问题,我们通过假设b tagging的效率是100%来解决这一问题。在计算PDF不确定时,我们采用了多种主流的PDF set并相互比较,发现最新的NNPDF与LUX PDF会给出相对较小的不确定性。·在对GM模型的研究中,我们首次给出了重的中性Higgs粒子的产生衰变机制,并给出了其四种主要产生模式随着对撞能量和Higgs质量的跑动曲线,发现该粒子的产生以胶子胶子聚合和矢量玻色子聚合为主。同时其衰变模式在参数允许的情况下会衰变到两个五重态Higgs,除此之外最重要的衰变模式就是两个矢量玻色子。在此基础之上我们研究了这些最主要的机制的现象学以及给出了整个模型的参数扫描。·对于GM模型中的双电荷Higgs与W伴随产生这一过程,我们还运用了深度神经网络的方法来给出信号背景分析,该方法相比于传统的分析方法不需要人为设计多种cut的条件,只需要输入末态粒子的四动量即可,并且在此基础上给出的参数化神经网络可以适用于未知参数不确定的情况。·对于18.4 GeV共振峰的理论解释,我们参照标准模型的ggH顶点给出了有效顶点,并结合实验给出的限制对有效顶点中的参数做出合理的估计。在此基础之上我们给出了理论上的末态运动学分布。