Correction de l'

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Correction de l'énergie des jets etRecherche de
la Supersymétriedans l'expérience D0
Jérôme COSS Séminaire de 2ème Année Groupe D0
Villeurbanne IPN de Lyon 24 Janvier 2003

• Plan de la présentation
• Description de lappareillage
• Reconstruction et correction des jets
• Recherche des squarks/gluinos

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I Partie instrumentale
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Le Tevatron
Chicago ?
CDF
D0

• Tevatron accélérateur proton-antiproton
• Première phase (Run I) 1992 ? 1996
• ? Découverte du quark Top
• Arrêt pour modifications techniques (5 ans)
• ? Démarrage mars 2001
• Seconde phase (Run IIa) 2001 ? 2004/5
• (Run IIb) 2005/6 ? 200?

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Les caractéristiques du Tevatron
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Le détecteur pour le Run IIa
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Le calorimètre
? ? ?Ln (tan ?/2)
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Tour calorimétrique
Taux déchantillonnage ? Non uniforme en ?
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II Reconstruction des jets et Correction de
leur énergie
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La reconstruction des jets
Itérations jusqu'à obtenir un cône stable (3)
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Les critères de qualité des jets
Seuil en énergie transverse pour le jet ET jet
gt 8 GeV

• Forme de la gerbe hadronique
• Fraction d'énergie dans la partie externe du
  calorimètre hadronique Chfrac lt 0.4
• Fraction d'énergie dans le calorimètre
  électromagnétique 0.05 lt EMfrac lt 0.95
• Détecteur
• Rapport entre l'énergie transverse des 2
  cellules les plus énergiques HotF lt 10
• Nombre de tours nécessaires pour contenir 90 de
  lET du jet n90 gt 1

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La correction de l'énergie des jets
Déterminer l'énergie du jet de particules à
partir de l'énergie du jet dans le calorimètre

• Energie ne provenant pas de la collision dure
  entre 2 partons
• Réponse du calorimètre pour les particules du
  jet
• Fraction d'énergie du jet contenue dans le cône

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La réponse du calorimètre pour les jets

• Compenser la différence de rendement énergétique
• entre les gerbes EM et hadronique
• Echelle absolue dénergie EM déterminée
• avec des données Z?ee-
• Etalonnage relatif de léchelle dénergie des
  jets
• par rapport à léchelle EM
• Cas idéal ? 1 jet
• Echantillon de données ? jets

?
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La fraction d'énergie du jet dans le cône
Echantillon MC di-jets

• Estimer l'erreur due à la reconstruction des jets
  
• avec un algorithme de cône de taille finie
• Particules du jet déposant leur énergie
• à l'extérieur du cône
• cône trop petit,
• champ magnétique
• Particules externes au jet déposant
• leur énergie à l'interieur du cône

Jet
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Energie sous-jacente des jets
Energie sous-jacente partie de l ne
provenant pas de la
collision dure entre 2 partons

• Contributions
• Interactions multiples pp dans 1 croisement de
  paquets (collisionneur/physique)
• Interactions des partons spectateurs (physique)
• Empilement (collisionneur/détecteur)
• Bruit électronique et bruit de l'uranium
  (détecteur)

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Candidat Z(di-mu) 3 jets
Run II
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Energie sous-jacente des jets

• Echantillon de données
• Runs spéciaux
• Evénements sélectionnés "en ligne" avec un biais
  minimum
• 2 impacts en coïncidence dans les luminomètres
  (2.7lt?lt4.4)
• Veto sur les triggers du calorimètre
• Responsabilité depuis Octobre 2001 jusquà
  présent
• Jérôme COSS, Steve MUANZA et Nirmalya PARUA (SUNY
  à Stony Brook)

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Calcul de la densité ET
Déterminer la densité ET pour une unité ?f
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Difficultés
Variable Globale sensible à tous les défauts de
fonctionnement du calorimètre doù la nécessité
dun suivi précis de létat du calorimètre
pendant les Runs spéciaux Exemple deffets
pris en considération Asymétrie en ? Cellules
chaudes ou bruyantes
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Tours chaudes
Tour Cellule (i?,i?,ilyr)
20
Distribution de la densité par couche
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Distribution de la densité ET

• ?10 Kevts
• Luminosité 2?1031 cm-2 s-1

Soustraire cette densité à chaque
tour du cône du jet corrigé
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Autres corrections

• Energie transverse manquante
• Recalculée après application des corrections sur
  tous les jets de lévénement

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Facteur de Correction

• Lors du Run I (1992-96), le facteur de correction
  (publié en 1998) pour un jet de
• 20 GeV ? CorrFac 1.085 2.8 (4.6)
• 100 GeV ? CorrFac 1.150 1.5 (2.6)
  (? en 1996)
• 450 GeV ? CorrFac 1.120 2.2 (4.5)
• A titre indicatif pour le Run IIa s(syst)?11
  avec
• Seulement une année détude
• Très faible statistique
• Programme de reconstruction en évolution

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Illustration le quark top au Run I
"Measurement of the top quark pair production
cross section in pp collisions using multijet
final states", Phys. Rev. 60, 012001
(1999) s(pp ? tt ? multijets)7.1(stat)2.8(sys
t)1.5 pb dont s JES(syst)0.09
pb "Measurement of the Top Quark Mass Using
Dilepton Events", Phys. Rev. Letters 80, 2063
(1998). pp ? tt ? 2 leptonsjets
mtop168.4(stat)12.3(syst)3.6 GeV/C2 dont
?JES(syst)2.4 GeV/C2
-
-
-
-
-
-
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III Analyse de Physique (particules
supersymétriques)
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Extension supersymétrique du modèle standard
Le contenu en particules

• R-parité Rp(-1)L2S3B
• R1 pour les particules du MS
• R-1 pour les sparticules
• Conservation
• Production par paire
• LSP stable

Nouvelles masses additionnelles Nombreux nouveaux
couplages
100 paramètres libres
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Unification des couplages et des masses
mSUGRA
GU
GU

• Les paramètres libres
• m0 masse universelle des scalaires
• m1/2 masse universelle des jauginos
• sign(mu)
• mu masse du higgsino

• tanß rapport des valeurs moyennes dans le vide
  des doublets de Higgs
• A0 couplage universelle trilinéaire

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Production des paires squark/gluino
SUSY-QCD LO
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Désintégration des squarks et des gluinos
Pas détectée
Run I et II
Topologie du signal
Bruit de fond QCD, tt, Wjets, Zjets, WW, WZ,
ZZ
30
Les limites du Run I
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Squarks/gluinos à grande tanß
La matrice des masses des sbottoms
Le couplage de Yukawa
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Spectre de masses et taux de désintégration
? Topologie
Nouvelle Analyse pour le Run II
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Outils utilisés pour mSUGRA
Interface ISAJET 7.44-PYTHIA 6.155-PDFLIB 7.09
ISAJET (ISASUSY)
5 Paramètres mSUGRA
S. Mrenna
Equations du Groupe de Renormalisation
S. Muanza
PYTHIA (SPYTHIA)
Diagonalisation des Matrices de Masses
PDFLIB
Sections efficaces
Masses
Taux de désintégration
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Conclusion et perspectives
I. Etude des erreurs systématiques sur lénergie
sous-jacente II. Démarrage de lanalyse
squark/gluino Problèmes rencontrés
Trigger Etiquetage des
b-jets Comparaisons données/MC contributions
des processus suivants QCD
multijets, W/Zjets, tt, à la
topologie