Studio di rivelazione Studio di rivelazione del beauty nel canale del beauty nel canale

semielettronicosemielettronico

Rosario TurrisiRosario TurrisiUniversità & INFN - PadovaUniversità & INFN - Padova

in collaborazione in collaborazione

con F. Antinori, A. Dainese, M. Lunardoncon F. Antinori, A. Dainese, M. Lunardon

11oo Convegno Nazionale sulla Fisica Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICEdi ALICE

SommarioSommario

MotivazioniMotivazioni Sezioni d’urtoSezioni d’urto Strategia di rivelazioneStrategia di rivelazione Stima del rapporto segnale/fondoStima del rapporto segnale/fondo Studio dell’errore statistico e sistematicoStudio dell’errore statistico e sistematico pptt: dall’elettrone al B: dall’elettrone al B Conclusioni e prospettiveConclusioni e prospettive

MotivazioniMotivazioni

Motivazioni generali: v. presentazione F. AntinoriMotivazioni generali: v. presentazione F. Antinori

Misura inclusiva del canale Misura inclusiva del canale bbe+X:e+X: misura relativamente misura relativamente semplice semplice e e accurata accurata della sezione d’urtodella sezione d’urto

sonda del sonda del mezzomezzo:: perdita d’energia dei quark, confronto b-c-perdita d’energia dei quark, confronto b-c- (cf. presentazione A. (cf. presentazione A.

Dainese)Dainese)

stima del fondo di Bstima del fondo di BJ/J/ per lo studio della soppressione della J/ per lo studio della soppressione della J/

normalizzazione naturale per le normalizzazione naturale per le

Sezioni d’urtoSezioni d’urto

ALICE baseline:ALICE baseline: calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5 estrapolazione a PbPbestrapolazione a PbPb, shadowing, shadowing secondo EKS98 secondo EKS98

variando F,R

la sezione d’urto variaentro un fattore ~ 4

Entro l’accettanza: ~0.22

DD00/ D/ D00 BB(s)(s)+ + bb

pppp 0.190.19 0.01430.0143

PbPbPbPb 140140 99~0.85 B eX

Mesons multiplicities

Strategia di rivelazioneStrategia di rivelazione 0.220.22 e e da beauty da beauty ~~101033 e e da altre sorgenti da altre sorgenti ~10~1044

val. ass. della minima distanza della traccia val. ass. della minima distanza della traccia dal vertice primario nel piano trasversodal vertice primario nel piano trasverso

dopo tracciamento!

a.

u.

a.

u.

Elementi chiave:Elementi chiave: separazione separazione ee// dd00 == parametro d’impatto parametro d’impatto

i mesoni B hanno i mesoni B hanno cc ~ ~ 500500mm ! ! pptt , più elevato per il beauty , più elevato per il beauty

Fondi principali:Fondi principali: identificati come identificati come ee Dalitz decaysDalitz decays elettroni da charmelettroni da charm conversioni nei materialiconversioni nei materiali decadimenti di particelle decadimenti di particelle

stranestrane

norm. all’integrale norm. all’integrale

(Mis)identificazione dei (Mis)identificazione dei

NO PID

pT>1 GeV

TRD PIDTRD+TPC PID

pt>1

Studio su simulazioneStudio su simulazione

Beauty, Charm: Pythia6, CTEQ4L produzione forzata (MSEL=5, 4) e± stats: 5.2106 da beauty & 2.3106 da charm

nell’accettanza del barrel (|y|<1), distribuiti in 150 supereventi di AliRoot ad alta densità per tenere conto automaticamente dell’efficienza di tracciamento

decadimento semi-elettronico forzato (dati corretti per B.R.) Underlying event:

HIJING default, i.e. dNCH/dy (y=0) =6000 2 104 events tracciamento: parametrizzazione della TPC + KF nell’ITS

Tutti i campioni sono stati normalizzati a 107 eventi

Rapporto S/BRapporto S/B

dd00 più efficace sul fondo di più efficace sul fondo di ed ed ee non-charmnon-charm

pptt più efficace nella soppressione del charm più efficace nella soppressione del charm

tutti i fondi inclusi

finestra in d0:

[200,600] m

rigetto del fondo non-charm

rigetto del fondo da decadimenti di

stranezza

Applicata solo laPID combinata

solo fondo di charm

Stima dell’errore statisticoStima dell’errore statistico

Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di beauty ottenuto con l’analisi di 10beauty ottenuto con l’analisi di 1077 eventi centrali (5%) PbPb eventi centrali (5%) PbPb

È sempre applicata la condizione 200È sempre applicata la condizione 200dd00600 600 mm È calcolato come segue:È calcolato come segue:

S

TE relstat

T=conteggi totali nel binS=conteggi da beauty

107 eventi PbPb

Stima dell’errore sistematicoStima dell’errore sistematico Errore sistematico:Errore sistematico:

1.1. errore sulle correzioni MC (accettanza, efficienza) ~ 10%errore sulle correzioni MC (accettanza, efficienza) ~ 10%

2.2. indeterminazione sulla resa del charmindeterminazione sulla resa del charm

2.2. Si è supposto di determinare il contributo del charm allo spettro di Si è supposto di determinare il contributo del charm allo spettro di ee assumendo la sezione d’urto ottenuta con la misura delle D assumendo la sezione d’urto ottenuta con la misura delle D00

Errori valutati per il charm:Errori valutati per il charm: statistico, <5% , pstatistico, <5% , ptt 5 GeV/c5 GeV/c correzioni MC, 10%correzioni MC, 10% B.R. DB.R. D00, 2.4%, 2.4% rapporto Drapporto D00/ D/ D++ ~4% ~4%

altri, non inclusi:altri, non inclusi: sistematico sulla Bsistematico sulla BD D

da stimare una volta determinato il da stimare una volta determinato il rapporto b/crapporto b/c

centralitàcentralità da stimare, influisce su b e cda stimare, influisce su b e c

errore % sul charm

pt degli elettroni da charm

Qualità della misuraQualità della misura

Spettro in pSpettro in ptt di elettroni da di elettroni da beauty con errore totale che beauty con errore totale che include:include: l’errore sistematico da l’errore sistematico da

estrapolazione del charm estrapolazione del charm l’errore statisticol’errore statistico errore sulle correzioni MCerrore sulle correzioni MC

Rapporto S/(S+B)Rapporto S/(S+B)

Contributo bContributo bccee:: ~20%, aumenta probabilità di ~20%, aumenta probabilità di

rivelazione, effetti sullo spettro a rivelazione, effetti sullo spettro a basso pt (da valutare)basso pt (da valutare)

107 eventi PbPb

200d0600 m

b’s electrons

b’s electrons

Distribuzione integrata in pDistribuzione integrata in ptt dei dei B(1)B(1)

Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1** (in fase di (in fase di studio anche per studio anche per bb in ALICE) in ALICE)

Data Data ee, , FF dipende da dipende da ppttminmin

In generale, In generale, FF introduce un errore sistematico originato dalla introduce un errore sistematico originato dalla forma della distribuzione in forma della distribuzione in pptt dei B assunta nel MC dei B assunta nel MC

Si Si è cercato di minimizzare questo erroreè cercato di minimizzare questo errore

)(/)( mint

BtB

MCeBe ppdydNN

},,{ 0dpte

)(/)()(/ eXBBRNFppdydN eBeMC

mint

BtB

*C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B213 (1988) 405 C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B256 (1991) 121

Distribuzione integrata in pDistribuzione integrata in ptt dei B dei B (2)(2)

Calcolare Calcolare FF vs p vs pttminmin per varie per varie formeforme dello spettro (diversi pQCD params, shadowing, dello spettro (diversi pQCD params, shadowing,

fragmentation func.)fragmentation func.)

L’errore sistematico puL’errore sistematico può essere minimizzato con una scelta opportuna diò essere minimizzato con una scelta opportuna di p pttminmin ! !

Distribuzione integrata in pDistribuzione integrata in ptt di B di B nel nel yy

|y|<1|y|<1

Estremi dei bin in pt degli elettroni:

2.02.53.04.05.07.09.012.016.0

2 < pte < 16 GeV/c

107 eventi PbPb

Conclusioni e prospettiveConclusioni e prospettive

Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico:Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico: condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95%condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95% misura con 2 < pmisura con 2 < ptt < 16 < 16

errore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( perrore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( ptt>12 GeV/c)>12 GeV/c) errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione

d’urto delle Dd’urto delle D00

stimato lo spettro di mesoni B: alti pstimato lo spettro di mesoni B: alti ptt a portata di mano (>20 GeV) a portata di mano (>20 GeV)

Prossimi sviluppi:Prossimi sviluppi: estensione dello studio a canali più esclusivi (B estensione dello studio a canali più esclusivi (B +D+X) +D+X) stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione

bbcce (in realta` migliora la statisticae (in realta` migliora la statistica studio dello spettro in pstudio dello spettro in ptt finalizzato all’ finalizzato all’energy lossenergy loss

Stima della contaminazione bStima della contaminazione bccee

Simulazione dedicata, ~10Simulazione dedicata, ~1066 eventi di PYTHIA inclusivi di eventi di PYTHIA inclusivi di tutti i canali di decadimentotutti i canali di decadimento

Conteggio degli elettroni del processo bConteggio degli elettroni del processo bcce nella finestra e nella finestra cinematica usata per l’analisicinematica usata per l’analisi

Effetto: aumento della probabilità di Effetto: aumento della probabilità di conteggio di un evento beautyconteggio di un evento beauty

Probabilità di pile-up trascurabileProbabilità di pile-up trascurabile Work in progressWork in progress: effetto sullo spettro: effetto sullo spettro

Tecnica di identificazione di eTecnica di identificazione di e

TTransition ransition RRadiation adiation DDetector: etector:

separazione eseparazione e da da e particelle più e particelle più pesanti (K, p)pesanti (K, p)

dNCH/dyy=0

=6000 fissato el=0.9

appross. costante con il pt in un ampio intervallo

efficienza per pioni vs pt

-eff vs e-eff

TPC per la separazione e/TPC per la separazione e/ Le particelle più pesanti di elettroni e pioni Le particelle più pesanti di elettroni e pioni

completamente rigettate tramite il TRD.completamente rigettate tramite il TRD. Mediante una scelta opportuna dell’intervallo di dE/dx Mediante una scelta opportuna dell’intervallo di dE/dx

nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/

Estrapolazione dell’errore Estrapolazione dell’errore all’ultimo binall’ultimo bin

Impact parameter of conversionsImpact parameter of conversions

Due to pair production topology and our d

0 definition, conversions in the

material have mostly d0 <0

pT> 1 GeVe's from h

7 samples of 500 e injected in full HIJING-cent2 events at P

T = 0.25, 0.39, 0.67, 1.19, 2.36, 4.00, 6.00 GeV

fully reconstructed and tracked

transverse impact parameter (d0) spectra have been fitted

with 2 gaussians and the trend of the 6 constants against PT

parameterized

d0 resolution parameterization

Impact parameter signs

d0 spectra from e's

impact parameter [cm]

Parameters fit: widths

sig

ma

[cm

]

2nd gaussian1st gaussian res. in r

pptt correlation b-B and B-e correlation b-B and B-e