Studio di fattibilità per la ricerca di eventi

H bb accompagnati da un fotone

ad alto pT col rivelatore CMS a LHC

ALMA MATER STUDIORUM ∙ UNIVERSITÀ DI BOLOGNA

FACOLTÀ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALICorso di Laurea Triennale in Fisica

Relatore:Chiar.mo Prof.Francesco Luigi Navarria

Correlatori:Dott. Andrea PerrottaProf. Fabrizio Fabbri

Candidato:Stefano Sinigardi

II SessioneAnno Accademico 2006-2007

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ZONAESCLUSADA LEP

114 140

ZONA ESCLUSA DA LEP

pp → Hjj + X → bbjj + X

Un nuovo canale di studio

PRODUZIONE DI HIGGS DA VBF

FONDO DI QCD IRRIDUCIBILE

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Sezione trasversa di

CMS con rappresentazi

one dei segnali

registrati al passaggio

delle diverse particelle

Rappresentazione schematica del rivelatore CMS

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Campioni di fondo utilizzati pT (GeV/c)

Sezione d'urto

Eventi analizzati

0 - 15 55.0 mb 475338 15 - 20 1.46 mb 0 20 - 30 630 b 0 30 - 50 163 b 0 50 - 80 21.6 b 900240 80 - 120 3.08 b 1206257 120 - 170 494 nb 1260951 170 - 230 101 nb 934870 230 - 300 24.5 nb 509987 300 - 380 6.24 nb 1193756 380 - 470 1.78 nb 1040311 470 - 600 683 pb 900613 600 - 800 204 pb 523580 800 - 1000 35.1 pb 6859581000 - 1400 10.9 pb 6175851400 - 1800 1.60 pb 1117881800 - 2200 145 fb 1708442200 - 2600 23.8 fb 1285002600 - 3000 4.29 fb 3433673000 - 3500 844 ab 3962753500 - 108 ab 359275

^

CAMPIONI QCD DI FONDO UTILIZZATI PER L’ANALISI DI

FATTIBILITÀ

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Si richiede la presenza di:

2 jet originati dall’adronizzazione dei quark

dell’interazione iniziale

2 jet provenienti dall’adronizzazione di una

coppia di quark b

1 fotone ad alto pT

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ΔR=0.5

8

Piu’ di un fotone o piu’ di 4 jets?

Piu’ di un fotone:Si sceglie quello con pT piu’ alto, con preferenza fra quelli con

a) EHCAL<8% && ntrk==0;b) EHCAL<8% && ntrk<=2;c) All other jet-isolated reco::photon

Piu’ di quattro jets:Si sceglie la combinazione 2+2 (if any…) che possa passare anche i tagli di selezione successivi

(In genere, i numeri di combinazioni possibili per i jet piu’ il fotone selezionato sono limitati, il piu’ delle volte uno solo)

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In verde è disegnata la distribuzione per il campione 300 GeV/c < pT < 380 GeV/c,

in rosso quella per 800 GeV/c < pT < 1000 GeV/c

e in blu quella per3000 GeV/c < pT < 3500 GeV/c

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^

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(Figura della tesi, con bias nella selezione del fotone in caso di piu’ fotoni nell’evento)

600 < pT < 800 GeV/c

1000 < pT < 1400 GeV/c

2200 < pT < 2600 GeV/c

3000 < pT < 3500 GeV/c

(Unbiased photon selection)

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MEDIAMENTE ESCONO DALL’ANALYZER MENO DELL’1,5% DEI

DATI INIZIALI

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Selezione ottimizzata a livello partonico (dall’articolo teorico):-pT

j1 ≥ 60 GeV/c-mjj ≥ 800 GeV/c2

-pTb1 ≥ 60 GeV/c

- mγbb > 140 GeV/c2

Applichiamo isolamento dei reco::Photon negli eventi selezionati:- Nessuna traccia ricostruita (pT>1.5 GeV/c) in un cono ΔR=0.3 attorno al fotone- Non piu’ dell’8% di energia totale del CaloJet associato al fotone depositata nell’HCAL

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pT campione (GeV/c)^

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Questa selezione non e’ finale!Altre variabili che verranno utilizzate

Massa invariante: nella ricerca dell’Higgs si tagliera’ in una finestra attorno alla massa cercata

B-tag: pochi eventi del fondo QCD hanno b-quark all’origine dei jet candidati provenire dal decadimento dell’Higgs

Trigger

Soglie tipiche per il trigger di single photon (PTDR):

ET > 23 GeV @ L1ET > 80 GeV @ HLT

Trigger multijet e multijet+fotone potranno permettere di abbassare le soglie sui fotoni, ma bisognera’ lavorarci

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È stato verificato che le stime di fondo fatte a livello di eventi completamente ricostruiti nel

rivelatore non inficiano sensibilmente i risultati ottenuti dai teorici a livello partonico.

In base ai risultati di questa tesi, il canale pp bbγjj + X

sembra pertanto essere un canale di interesse per lo studio delle proprietà del bosone di Higgs

affrontabile con un’analisi vera e propria.