Franco Simonetto

Produzione di beauty in collisori Produzione di beauty in collisori eeee

Franco Simonetto

ContenutiContenuti

• Scenario• Topologia• Metodi sperimentali• Alcuni risultati (produzione)

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ScenarioScenario

• (ee->had) = 41.54 +- 0.04 nb • (ee->bb) /(ee->had) = 0.2165+-0.0007• ~ 1 milione bb /esperimento (LEP)• ~ 40 000 bb (SLD)

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Produzione ed evoluzioneProduzione ed evoluzioneRadiazione di gluoni B -> b+g (QCD pert.)

Decadimento stati eccitatiB(*)* -> B had, B

Decadimento stati a lunga tB -> DX

Produzione: ee -> Z -> bb (W.I.)

Adronizzazione b -> B (QCD non pert.)

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TopologiaTopologia• Produzione non

coerente in in due emisferi ben separati

• <EB> ~ 35 GeV, ~ 7

• c ~ 4 mm , vertici ben separati

• Vs >> mB : produzione di B(*)*,Bd,Bu,Bs, Lb

• Molteplicita’ (per emisfero):– ~ 10 particelle da frammentazione– ~ 5 da decadimento del B

• Separazione mediante informazioni di:– Boost, massa– Vita media

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Leptoni ad alto Leptoni ad alto ptpt

• BR( b->l v X ) ~ 2 x 10%• Tagli duri sul pt (wrt asse del jet) del

leptone per eliminare i fondi• BR x ~ 5 %• Purezza ~ 80 %

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Rapidita’Rapidita’

R = E+P//

E-P// (wrt asse di thrust)

Si puo’ applicare a tracce e sciami

Consente di definire una gerarchia:B – frammentazionecorrelazione con ilb originale

B Non B

“fratello” del b

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Il parametro d’impatto segnatoIl parametro d’impatto segnato

• = distanza ellissi della traccia dal Beam Spot• Segno positivo (negativo) se interseca il jet a valle (a

monte ) del B.S.• Solo per tracce cariche

Risoluzione(tune MC)

Vita Media

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B-taggingB-tagging

• A partire da calcola– Probabilita’ Pi che la

traccia origini dalla Beam Spot

– Probabilita’ Phem ~ Pi che tutte le tracce nell’emisfero provengano dalla B.S.

uds

c

b

P(hem)

-log10P(hem)

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B-taggingB-tagging

Combina con altre variabili che separano b da udsc

M(vtx) Rapidita’

boost’

Non-b

b

Ottiene efficienza ~ 40% (per emisfero) per 95% purezza

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SLDSLD

• Ricostruzione vertici di decadimento + taglio sulla massa del vertice

• Maggiore purezza grazie alle ridotte dimensioni del Beam Spot

• Tuttavia penalizzato dalla luminosita’

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MisureMisure

• Frammentazione• Produzione di stati orbitali eccitati (B*,B**)• Produzione di stati che decadono

debolmente (Bu,Bd,Bs,b)

• Running b-mass • (ee -> -> bb (cc) ) (LEP II )

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FrammentazionFrammentazionee

Quale frazione dell’energia del quark viene trasmessa all’adrone ?

xE = EB/ Eb

1) Selezione b-jets (b-tagging)2) Rigetta tracce e sciami da frammentazione

Parametro d’impatto Rapidita’ vs direzione del jet

3) Corregge per inefficienze e risoluzione (dipendenza da modello)

4) Confronta con Modelli / Unfold dati sperimentali

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XXE E :Risultati (1) :Risultati (1)

L’ accordo tra gli esperimenti e’ buono …

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… ma nessun modello e’ perfetto

2 /

nd

fXXEE : Risultati(2) : Risultati(2)

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• Gli esperimenti forniscono anche gli spettri corretti per risoluzione ed efficienza.– Unfolding– Analisi dei Momenti

Le correzioni dipendono tuttavia dal modello utilizzato

XXEE : Risultati(3) : Risultati(3)

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• HQET: il quark pesante e’ una sorgente statica del campo di colore

• Disaccoppio gradi di liberta’ “leggeri” da quelli “pesanti”

Eccitazioni Orbitali Eccitazioni Orbitali

J = j + sb

j = l + slq

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B** : le misureB** : le misure

• Combina– B-jet – Adrone (h =k,) da vertice I

• Misura il Q-valore:– Q = m(Bh) –m(B)-m(h)

Ideale

Sperimentale• Difficile separare i singoli

stati

h**

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B** : risultatiB** : risultati

ALEPH (esclusiva)B -> D*,J/K* h =

DELPHI (inclusiva)B -> b-jet h =

b -> B**u,d = (31+-9+-6) %

b -> B**u,d = (14+-1.4+-1.8) %

b -> B**s = ( 1+-0.2+-0.3) %

PRELIMINARI

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BB++/B/B00/B/Bss//bb

Misura b->B+ da carica del vertice …

… e cfr con misure ottenute da Isospin : f(Bu) = f(Bd) Unitarieta’ : 2f(Bd)+f(Bs)+f(Lb) = 1

Mixing : = f(Bd) d + f(Bs) s =

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Running m(b)Running m(b)

Misura frazione di eventi multijet in Z -> bb, in funzione del parametro di risoluzione y

R3bl (y) = (Z-> bb g) / total( Z-> bb )

(Z-> uds g) / total( Z-> uds )

= f( mb(MZ) )

Le sistematiche (frammentazione, QCD-non perturbativa, rivelatore) si riducono drasticamente nel doppio rapporto

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mmbb(M(MZZ))

Usa simultaneamente tag (b) e antitag (uds)

Flavour Identification

mb(MZ) = 2.96 +- 0.31mb(mb) = 4.21 +- 0.14

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ee -> ee -> -> bb -> bb

• LEP II (ECM ~ 190 GeV)• B ~ a riposo => no boost• Anti-b tag per rigettare

ee -> /Z -> bb• Quindi fit a spettro pt dei

leptoni• Misura (bb) e (cc)

e

e

e

e

b

b

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ee -> ee -> -> bb :risultati -> bb :risultati

• Misure consistenti tra gli esperimenti LEP (~ 200 GeV)

• Modelli predicono correttamente (cc)

• Discrepanza ~4 per (bb)

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ConclusioneConclusione

• La fisica del b e’ stato forse il settore piu’ eccitante della fisica a LEP

• ~50 articoli / collaborazione– W.I. (Rb, Afb )– Spettroscopia– Adronizzazione, QCD – Decadimenti (WI, triangolo unitarieta’)

• La Z e’ la migliore B factory !• … peccato che LEP non c’e’ piu’