Fisica del singolo top in ATLAS Gruppo ATLAS-Udine: Diego Cauz, Marina Cobal, Carlo Del Papa, Mario...

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


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


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


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


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


ATLFAST


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


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


S/B~1/7

ATLFAST

nostro interessenostro interesse


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)


lhSiglhSig

lhSiglhSig All jetsAll jetsb-jetsb-jets

light jetslight jets


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


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)


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


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


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

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