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					           Osservabili in VLVL-fusion

            …a way to investigate electroweak
                  symmetry breaking


12/07/04                Riccardo Bellan
               Argomenti

• Motivazioni fisiche del lavoro.
• Cinematica del segnale (e dei fondi).
• Tagli.
• Risultati.




12/07/04           Riccardo Bellan
                  Introduzione
   I processi che coinvolgono la fusione di
   bosoni vettoriali intermedi longitudinali,
   sono l’ideale per i nostri scopi.
                                             Acquisita dopo la
                                                  rottura
                                              della simmetria
           Longitudinali perche’ questo grado diSU (2)xU (1).
                                                  L     Y
           liberta’ e’ presente in conseguenza
               della loro massa non nulla.



12/07/04                  Riccardo Bellan
                  Introduzione
                     Alla scala della rottura
                          della simmetria
                   sotto il gruppo SU(2)xU(1),
                     ci sia aspetta di trovare
                           Nuova Fisica!
  Lo studio assume il duplice ruolo di stimare la
  risoluzione con cui si potra’ conoscere la sezione d’urto
  differenziale (funzione della massa invariante del sistema
  VV) del processo di fusione e di fornire una previsione di
  andamento di questa nei due scenari:
• Higgs pesante ,
• Scenario senza Higgs.
12/07/04                 Riccardo Bellan
                       VV-Fusion
I canali che son stati studiati sono:
• VLVL  Z L Z L  jj           Campioni di Segnale:
                                       m =500GeV  H
                                                mH=1000GeV
                                                mH=2000GeV
• WL Z L  WL Z L  jj                    mH=10000GeV




                                                      No Higgs scenario




12/07/04                      Riccardo Bellan
                    Il Segnale
Segnatura sperimentale:

• 1 + ed - ad alto PT
  nello stato finale,
  provenienti dal bosone Z.
• 2 jets ad alto PT e ad 
  piccoli, provenienti dal
  decadimento dei bosoni
  vettori.
• 2 jets ad alto PT, molto
  energetici ad  grandi
  (jets in avanti) e con                  In piu’:
  grande.                                   Ricostruzione dei
                                            bosoni vettori sia da 
                                            che da qq.
12/07/04                  Riccardo Bellan
            VV- Fusion: Goal
Uno degli obiettivi dello studio e’ capire se il
  processo VV→ZZ e’ sperimentalmente
  distinguibile dal processo WZ→WZ.
Dal punto di vista teorico non e’ possibile, perche’
  i diagrammi di Feynman di WZ→WZ sono
  simili a quelli di VV→ZZ.
Sperimentalmente l’unica via per distinguerli e’
  mediante la ricostruzione della massa invariante
  dei bosoni vettori che decadono adronicamente.

12/07/04              Riccardo Bellan
                         Background
I piu’ importanti                 Sono stati considerati i seguenti
background sono stati             background:
presi in considerazione.
Purtroppo tra questi non          • tt  bb WW           che da pp  ( jj )b ( jj ) w   X
i piu’ difficili da eliminare:

•   VLVT→ VLVT
                                  • part part  part Z che da           pp  j  X
•   VTVT→ VTVT
                                  •    qi qi  ZZ    e       qi q j  WZ
perche’ attualmente non
ci sono generatori                    che danno     pp  jj      X
Monte Carlo disponibili in
grado di generali.



12/07/04                         Riccardo Bellan
                   Simulation

Lo studio e’ stato effettuato processando i campioni dal MC
  (PYTHIA) con CMSJET (fast sim.) e considerando anche
  il pile-up.

No full simulation perche’ campioni di fondo non ancora
 disponibili

Comunque sono stati processati con la catena Oscar/Orca
  ~1000 eventi di segnale e sono stati comparati con quelli
  provenienti da CMSJET.
12/07/04                 Riccardo Bellan
     Risultati con Full Simulation

   CMSJET (Fast simulation) e la               Fast sim
   catena OSCAR/ORCA (Full                       → 90 000 eventi
                                               mentre
   simulation).                                Full sim
                                               → 1 000 eventi




12/07/04                     Riccardo Bellan
           Tagli Preliminari
• Eliminazione del pile-up;

• al meno 1 + e 1 -;
• al meno tre jet;
• presenza dei jets tag.

• Tagli cinematici (PT muoni, massa inv.
  totale);

12/07/04            Riccardo Bellan
               Taglio sul Pile-Up




Campione con                           Campione senza
  Pile-up                                 Pile-up




  12/07/04           Riccardo Bellan
           Ricostruzione della Z in µµ
   Siccome il ~ 4.5% degli
   eventi di segnale ha 3 o
   piu’ muoni bisogna
   identificare la coppi
   corretta:

• Richiesta di collinearita’
  in Pz.
• Se non e’ sufficiente,
  viene scelta quella con PT
  piu’ alto.

12/07/04                  Riccardo Bellan
                                            Pz µ+ [GeV]
Pz µ+ [GeV]




                             Pz µ- [GeV]                   Pz µ- [GeV]
    Pz µ+ [GeV]




                                            Pz µ+ [GeV]




                             Pz µ- [GeV]                  Pz µ- [GeV]

                  12/07/04            Riccardo Bellan
                 Ricostruzione di BV
                     da leptoni
                                        Criteri di selezione:

                                        •PTZ ≥ 100 GeV

                                        •ηµ- - 2.8 < ηµ+< ηµ- + 2.8

                                        •85 GeV ≤ Minv(Zlep) ≤ 97 GeV


                                                                Reconstruction
       mZ = (90.9±0.7) GeV                                      efficiency ~ 99%
        ΓZ=(2.1±0.9) GeV



                    R=1.5%

12/07/04                     Riccardo Bellan
             Ricostruzione di BV
                  da adroni
Al fine di ricostruire
sia il bosone Z che il
W non devono
                       mZ = (88 ±4)GeV
essere applicate        ΓZ=(11±4)GeV
richieste troppo       mW = (81 ±4)GeV
strette su mV.          ΓW=(11±4)GeV



Due tecniche:              RV ~13%
 – Sfoltimento;
 – Composizione.


12/07/04                 Riccardo Bellan
        Ricostruzione dei BV in adroni

    Sfoltimento           Composizione
                                                         Samples                Efficiency
                  Richieste                         Signal (2000GeV in ZZ)   (62.77 + 8.23)% =71.00 %


                                                    Signal (2000GeV in ZW)   ( 58.70 + 6.96 )% =65.66%
40 < MV < 140 GeV       74 < MV < 105 GeV
                                                    ttbar 1 µ+ and 1 µ-               37.24%

        In caso di dubbio: e’ preso il
        candidato V con piu’ alto PT                Z + jet                           20.29%



                                                    ff → ZZ                           34.11%
                   Richieste:
            50 GeV < mV < 120 GeV                   ff → ZW                           31.42%
            pT > 110 GeV


 12/07/04                                Riccardo Bellan
                            Efficienze Totali
 Samples                       # Generated events       # Analyzed events   Cross section (fb)       Efficiency

 Signal (500GeV in ZZ)                  91596                   90000                9.132             15.57%
 Signal (500GeV in ZW)                  92902                   90000                0.667             8.46%
 Signal (1000GeV in ZZ)                 91845                   90000                3.049             21.75%
                           N
 Signal (1000GeV in ZW)                 92625                   90000                1.039             12.17%
                           o
 Signal (2000GeV in ZZ)                 92317                   90000                1.778             16.08%
 Signal (2000GeV in ZW)    H            92601                   90000                1.402             15.67%
                           i
 Signal (10000GeV in ZZ)                92361                   90000                1.677             14.93%
                           g
 Signal (10000GeV in ZW)   g            92483                   90000                1.465             16.30%

 ttbar at least 1 µ
                           s           463789                  200000             6.220 * 105         5 * 10-3%
 ttbar 2 µ                             528269                   49995             6.194 * 105            0%
 ttbar 1 µ+ and 1 µ-                   7138185                 450000             6.220 * 105        2.7 * 10-3%
 Z + 2 jets                            1032939                 624999             1.3738 * 107           0%
 ff → ZZ                               286624                  250000               653.764            0.04%
 ff → ZW                               281111                  250000               663.385            0.03%

                                                                                              Per alte
              Le efficienze riportate sono valori                                        Mvv (>700GeV)
                           medi !!!                                                     l’efficienza per il
                                                                                         segnale cresce
12/07/04                                         Riccardo Bellan
                                                                                           fino a ~35%
           Risultati: MH=500 GeV
                          100 fb-1
                                                 S/√B
                                     0 TeV< Minv (VV)<1 TeV: 9±3;
                                      Minv (VV) > 1 TeV: 1.0±0.6;
                                               All: 9±3;




                         R~4%


12/07/04           Riccardo Bellan
             Risultati: MH=1000 GeV
                                                               S/√B
           100   fb-1                            0 TeV< Minv (VV)<1 TeV: 3.3±1.2;
                                                     Minv (VV) > 1 TeV: 13±3;
                                                              All: 5±2;




                        R~4%

12/07/04                       Riccardo Bellan
     Risultati: No-Higgs Scenario
                                                         100 fb-1


                                         S/√B
                             0 TeV< Minv (VV)<1 TeV: 1.9±0.7;
                                 Minv (VV) > 1 TeV: 11±2;
                                       All: 3.0±1.0;




              R~4%




12/07/04        Riccardo Bellan
                        Conclusioni

    VLVL  Z L Z L  jj    
•                                    sono stati studiati.
    WL Z L  WL Z L  jj      



                                Non sono
                               distinguibili!

• E’ stata ottenuta una buona risoluzione su
 σVV
                               R~4%



12/07/04                           Riccardo Bellan
              Conclusioni
• Possibilita’ di osservare nuova fisica

                  Alto S/√B




• MA! Servono piu’ eventi di fondo
  …e ovviamente la Full Simulation!


12/07/04            Riccardo Bellan

				
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posted:8/17/2012
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