Post on 01-May-2015
Fisica del singolo topFisica del singolo topin ATLASin ATLAS
Gruppo ATLAS-Udine:Gruppo ATLAS-Udine:Diego Cauz, Marina Cobal, Carlo Del Papa,Diego Cauz, Marina Cobal, Carlo Del Papa, Mario Paolo Giordani, Giovanni Pauletta,Mario Paolo Giordani, Giovanni Pauletta,
Lorenzo Santi, Simona Rolli, Matteo SoranzoLorenzo Santi, Simona Rolli, Matteo Soranzo
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 22
Processi di produzioneProcessi di produzione
Meccanismi di produzione previsti dal Modello Standard:
canale t canale s Wt
LHC 240pb 10pb 60pb
Tevatron 2pb 0.8pb 0.1pb
(limite) <4.4pb <5.0pb 17.8pb (CDF)
Stato finale simile a ttlv+jets (minore molteplicità di jet)Principali fondi: tt e W+jets
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 33
MotivazioniMotivazioni
Proprietà del vertice WtbProprietà del vertice WtbDeterminazione di Determinazione di σσtt, , σσss, , σσWtWt e e ΓΓ(t(tWb)Wb)
Determinazione diretta di |VDeterminazione diretta di |Vtbtb||
Polarizzazione del topPolarizzazione del top
Misure di precisione Misure di precisione test per nuova fisica test per nuova fisicaAccoppiamenti anomali, FCNCAccoppiamenti anomali, FCNC
Extra bosoni di gauge (GUT, KK)Extra bosoni di gauge (GUT, KK)
Extra Higgs Boson (2HDM)Extra Higgs Boson (2HDM)
Fondo fisico per…Fondo fisico per…La fisica dell’Higgs con jetsLa fisica dell’Higgs con jets
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 44
Singolo top e nuova fisicaSingolo top e nuova fisica
Phy
s.R
ev. D
63 (
2001
) 01
4001
8Ztc FCNC
4th generation
Top-flavor Top-pion
SM3×Δσtheory
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 55
Canale tCanale t
SelezioneSelezioneNNjetjet==2, 1 b-jet centrale2, 1 b-jet centrale
1 jet in avanti (|1 jet in avanti (|ηη|>2.5)|>2.5)
top identificato con lvbtop identificato con lvbmin|min|mmlvblvb––mmtt||
efficienza ~1.3%efficienza ~1.3%
NN~3k evts/fb~3k evts/fb-1-1
Principali fondiPrincipali fondiW+jets, ttW+jets, tt
SistematicheSistematicheluminosità, b-tag, JESluminosità, b-tag, JES
S/B~3
ATLFAST
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 66
Canale sCanale s
SelezioneSelezioneNNjetjet==2, 1 b-jet centrale2, 1 b-jet centrale
top identificato con lvbtop identificato con lvbmax(max(PPTT))
QQ(leptone)·(leptone)·ηη(untagged jet)(untagged jet)asimmetrica per segnaleasimmetrica per segnale
simmetrica per tt e W+jetssimmetrica per tt e W+jets
Principali fondiPrincipali fondiCanale t, tt, WQQCanale t, tt, WQQ
SistematicheSistematicheluminosità, b-tag, JESluminosità, b-tag, JES
ATLFAST
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 77
WtWt
Canale molto difficile...Canale molto difficile...fondo tt può simulare la topologia di segnalefondo tt può simulare la topologia di segnale
sufficiente un b-jet fuori dall’accettanzasufficiente un b-jet fuori dall’accettanza
non banale definire esattamente il segnalenon banale definire esattamente il segnalea NLO mescola con i diagrammi ttbara NLO mescola con i diagrammi ttbar
...ma di sicuro interesse...ma di sicuro interesseosservabile per la prima volta a LHCosservabile per la prima volta a LHCinvestiga Wtb a energie diverse da canale t e sinvestiga Wtb a energie diverse da canale t e smolte incertezze teoriche su sezione d’urtomolte incertezze teoriche su sezione d’urtonotevole sensibilità verso nuova fisicanotevole sensibilità verso nuova fisica
attività congiunta con teoriciattività congiunta con teorici
fondo per i processo ggfondo per i processo ggHHWW, gbWW, gbHH±±tt
nostro interessenostro interesse
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 88
WtWt
SelezioneSelezioneNNjetjet3, 1 b-jet3, 1 b-jet
alternativa: 2 leptoni+b-jetalternativa: 2 leptoni+b-jet
W sulla shell di massaW sulla shell di massa60<60<mmjjjj<90 GeV/<90 GeV/cc22
top identificato come lvbtop identificato come lvbmin|min|mmlvblvb––mmtt||
efficienza ~1%efficienza ~1%
NN~500 evts/fb~500 evts/fb-1-1
Fondi principaliFondi principalittbar, t-channelttbar, t-channel
SistematicheSistematicheluminosità, b-tag, JESluminosità, b-tag, JES
S/B~1/7
ATLFAST
nostro interessenostro interesse
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 99
Identificazione di quark bIdentificazione di quark b
Un primo studio sistematico di UdineUn primo studio sistematico di Udineprestazioni dei metodi di identificazioneprestazioni dei metodi di identificazione
efficienza e potere di reiezioneefficienza e potere di reiezione
Considerati diversi algoritmiConsiderati diversi algoritmiIP2D,IP3D: parametro d’impatto transverso e 3DIP2D,IP3D: parametro d’impatto transverso e 3D
SV1: ricostruzione esplicita di vertici secondariSV1: ricostruzione esplicita di vertici secondari
lhSig: likelihood (combinazione dei precedenti)lhSig: likelihood (combinazione dei precedenti)
Risultati dipendenti dal processo consideratoRisultati dipendenti dal processo consideratosignale Wt signale Wt
jet ricostruiti con algoritmo a cono (jet ricostruiti con algoritmo a cono (R=R=0.4÷0.7)0.4÷0.7)
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1010
lhSiglhSig
lhSiglhSig All jetsAll jetsb-jetsb-jets
light jetslight jets
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1111
Efficienza di Efficienza di identificazione identificazione
Efficienza di b-tag vs jet Efficienza di b-tag vs jet ppTT
Efficienza di b-tag vs jet Efficienza di b-tag vs jet ηη
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1212
Reiezione di quark leggeriReiezione di quark leggeri
RRuu((bb=50%)=50%) RRuu((bb=60%)=60%)
lhSiglhSig3333
((N/AN/A--6666))
SV1SV1 100100((325325--505505))
3333((156156--184184))
WtWt
WH WH ttbar ttbar
Risultati non conclusivi: necessario ripetere lo studioRisultati non conclusivi: necessario ripetere lo studiosu opportuni campioni di fondo (come W+jets, Wbb)su opportuni campioni di fondo (come W+jets, Wbb)
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1313
Wt Wt && nuova fisica nuova fisica
Wt sensibile a correzioni elettrodeboli SUSYWt sensibile a correzioni elettrodeboli SUSYprimo studio condotto su segnale di ttbarprimo studio condotto su segnale di ttbar
joint-venture teorico-sperimentalejoint-venture teorico-sperimentaleM. Cobal, C. Verzegnassi et al.,M. Cobal, C. Verzegnassi et al.,
Phys. Rev. D71, 073003 (2005).Phys. Rev. D71, 073003 (2005).
calcolo completo a 1-loop disponibile per Wtcalcolo completo a 1-loop disponibile per WtMSSM con rottura di SUSY ispirata a mSUGRAMSSM con rottura di SUSY ispirata a mSUGRA
alcune osservabili sensibili a numero ristretto di alcune osservabili sensibili a numero ristretto di parametri di SUSYparametri di SUSY
C. Verzegnassi et al., hep-ph/0601175C. Verzegnassi et al., hep-ph/0601175
Valutazione della sensibilità sperimentaleValutazione della sensibilità sperimentalenecessita di opportuni campioni di fondonecessita di opportuni campioni di fondo
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1414
Nuovi campioniNuovi campioni
Segnale: Wt, WSegnale: Wt, Wllννll (TopRex/AcerMC) (TopRex/AcerMC)
FondiFondiWbb (AcerMC/Pythia)Wbb (AcerMC/Pythia)
W+(4)jets W+(4)jets (Alpgen/Herwig)(Alpgen/Herwig)
ttbarttbar
PresentePresentefarm di Trieste per copia locale datifarm di Trieste per copia locale dati
potenziamento calcolo localepotenziamento calcolo locale
FuturoFuturoaccesso GRID da Trieste su Tier2 di Milanoaccesso GRID da Trieste su Tier2 di Milano
Mario Paolo GiordaniMario Paolo Giordani 1515
ConclusioniConclusioni
Duplice funzione della fisica del top singoloDuplice funzione della fisica del top singolonuovo terreno di prova per il Modello Standardnuovo terreno di prova per il Modello Standard
possibile finestra su nuova fisicapossibile finestra su nuova fisica
Wt misurabile per la prima volta a LHCWt misurabile per la prima volta a LHCaffinamento strumenti di analisiaffinamento strumenti di analisi
valutazione realistica sistematichevalutazione realistica sistematiche
identificazione segnale (MC)identificazione segnale (MC)
caratterizzazione del segnalecaratterizzazione del segnale