G.Bernardi, LPNHE-Paris LEtat Final Lepton(s) + 2 b Recherche du Higgs Physique du Top Susy...
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G.Bernardi, LPNHE-Paris
L’Etat Final Lepton(s) + 2 b
• Recherche du Higgs
• Physique du Top
• Susy
• Conclusion
Gregorio Bernardi, LPNHE-Paris Marseille 26/01/2001
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Quels Sujets de These dans Hit?
…Hit est un gros groupe (a Fnal…)
-Le Higgs n’attendra (peut-etre) pas le run IIb
-Le Top sera la` des le debut
Peux-t-on trouver des sujets voisins en France pour partager outils/prods/ntuples/etudes?
Quelles etudes avec quelle lumi?
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Production du Higgs
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Recherche d’un Higgs légerSi Mhiggs < 130 GeV le canal d’analyse principal est:
pp WH l bb
Le rapport Signal sur bruit depend crucialement de la resolution de reconstruction de la masse inv. de la paireb b
Objectifs: - passer de 15% a moins de 10% en resolution- avoir une efficacite de b-tagging
> 50%
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Résolution en Masse du Higgs
Significativite’ en fct de la resolution a Mhiggs=120
GeV
bb mass: Resolution: 15% 10%
Signal events/fb-1 4 4 Wbb 59 32 WZ 11 6 tt 34 24 single top 14 10
Pour 10 fbPour 10 fb-1-1
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Extraction du Z bb
3 ET < 10 GeV
12 > 3 rad
• S/N=1/6 au pic du Z
• Excès à 3.2
Signal et Bruit sont produits différemment le Z* est produit par annihilation q-qbar (time-like),
on n ’attend donc que de la radiation QCD soft entre les 2 jets.
Le bruit de fond est produit par QCD, et il y a une liaison de couleur entre partons initiaux et finaux.
Il y a donc aussi une forte radiation QCD entre les partons IS et FS.
2 Variables cinematiques pour discriminer
3 ET : somme des ET des clusters en dehors des 2 jets
12 : différence en angle azimuthal entre les 2 jets
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Fit sur les événements Dijet
Signal +Background:
Background only:
Resultats:
MZ=90.0 +/- 2.4 GeV
Z = 9.4 +/- 3.5 GeV
NZ=91+/30(st.)+/19(sys.)
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Neural Net pour le Higgs (WH)• Selection: pT
l > 15 GeV , Etmiss > 20 GeV,
>= 2 jets > 10 GeV, || lepton, jets < 2
• Reseau de neurone entrainé sur 6 variables (cf plot a)
• Bruit de fond dominant: W bb, mais bon output du NN (b)
Signal 4.4 evts / fb-1
Wbb 9.7WZ 1.0single top 6.6ttbar 8.4total bruit 25.7
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Potentiel de découverte du HiggsCombinaison de tous les canaux:
WH (H bb, W*W*, Z*Z*) , ZH ( bb et l+l- b b ), q q H
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Production de ‘Single’ Top
a) b) c) d)
a) et b): Fusion W-parton : Processus dominant
c) Production t W
d) Production t bbar en voie s : important au Tevatron, difficile au LHC
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Recherche du ‘Single’ Top
Stelzer 1998
• Production électrofaible du Top
• Signal:
• un ou deux b-jets énergetiques
• une désintegration de W
• Bruits de fond:
• Wbb, Wcc, Wc, mistags, et production ttbar.
Apres efficacité et acceptance
On attend seulement 1.2 ± 0.3 events!On attend seulement 1.2 ± 0.3 events!
Bruit de fond total attendu : 12.9 ± 2.1Evénements observés : 15
pb4.15glu W @ 95% CL
Canal W-g
q
W
q
t
b
bSignal : W+b+q
(Prel.)
pb09.070.1
(Au LHC: 244 pb)
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Recherche du ‘Single Top’
Smith 1996
pb04.073.0
Apres efficacite et acceptance
on attend 1.0 ± 0.3 events!on attend 1.0 ± 0.3 events!
Bruit de fond total attendu : 29.7 ± 2.1Evenements observes : 42
pb8.15Ws @ 95% CL
Voie s – W*
q
W*
q
t
bSignal: W+b+b
(Au LHC: 10 pb)
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Le ‘Single’ Top: Run II et LHC• Run II
• environ 300 événements par expérience
• L’ échantillon plus grand permettra de meilleures coupures de selection
• Meilleur rapport Signal sur Bruit S/B=1:2
• LHC
• Fusion W-parton : 27000 evts apres efficacite/acceptance S/B=3:1
• Production tW : 2300 “ “ “ “ S/B=1:5
• Voie s (W*) tb : 360 “ “ “ “ S/B=1:3
• Mesures:
• Largeur partielle (tWX)
• Vtb (12% au run II, 1% au LHC)
• Polarisation du Top
10% error au run II, 1% au LHC)
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Sections Efficaces
CDF
• Quelques changements sur (tt) depuis les publications:
• CDF a “updaté” son tagging des b, ce qui change les sections eff. avec jets.
• Les résultats de CDF ont ete modifiés à cause d’un update de la mesure de la luminosité.
• Soft lepton tags de CDF
• Résultats de DØ sont inchangés.
Compatibles avec le M.S.
1.7.95 )t(t
pb
pbDØ
Ancienne valeur de CDF: 1.81.5-7.6 )t(t
Preliminary
Au LHC: 833 pb !
1.71.4-6.5 )t(t
)t(t
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Erreurs Systématiques sur Mtop
CDF l+jets D0 l+jets CDF dilepton D0 dilepton
Statistical Error 4.8 5.6 10.3 12.3
Jet Energy Scale 4.4 4 3.8 2.4Signal Model (MC) 2.6 1.9 2.8 1.7Total Systematic 5.3 5.5 4.8 3.6
Measured Mass 175.9 173.3 167.4 168.4
% Stat Error 2.7 3.2 6.1 7.3% Sys Error 3 3.1 2.8 2.1
Les plus petites systématiques sont dans le canal Dilepton !Les plus petites systématiques sont dans le canal Dilepton !
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Le Canal Dilepton
Etat Final: 2b + 2 leptons + Etmiss
-Mesure precise de la masse
-Test du MS (sect.eff en fct de la masse)
-Acces a:
-1) Polarisation du Top (test du spin)
-2) Correlations en spin du systeme t-tbar
G.Bernardi, LPNHE-Paris
La Recherche du sTop
3 corps : b lepton sneutrino 2 b + 2 l + Etmiss
4 corps : b lepton nu neutralino 2 b + 2 l + Etmiss
gg
g ~t1
~t1
q
q
g
~t1
~t1
,Zq
q
~t1
~t1Production directe du sTop • fusion de gluons• annihilation de quarks
Signature recherchée : 2b (jets) + 2 leptons +ETmiss
Le sTop pourrait etre le squark le plus léger, à cause de la grande masse du Top (mixing)
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Recherche du sTop au RunII
G.Bernardi, LPNHE-Paris
Conclusions
Nombreux sujets de physique sur l’etat final lepton(s)+jets
Higgs : WH lepton + bb + EtmissHiggs : ZH nu-nubar +bb bb + Etmiss ;ou 2l + bb
Single Top: voie s: tb lepton + 2b + Etmiss ou boson gluon fusion: tbq…
Top QCD: canal dilepton 2l + 2b + Etmiss
sTop en 3 ou 4 corps 2l + 2b + Etmiss