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Ricerca di Supersimmetria in eventi con due jet ad alto PT a LHC Marino Romano.

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Presentazione sul tema: "Ricerca di Supersimmetria in eventi con due jet ad alto PT a LHC Marino Romano."— Transcript della presentazione:

1 Ricerca di Supersimmetria in eventi con due jet ad alto PT a LHC Marino Romano

2 Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Sommario Introduzione LHC e ATLAS Simulazione Analisi dati

3 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Le trasformazioni supersimmetriche trasformano uno stato bosonico in uno stato fermionico e viceversa MSSM (Modello Standard Supersimmetrico Minimale) - Conservazione di R-parità: - Cotenuto di particelle minimo - Gruppo di simmetria di gauge dello SM Particelle SM: R=1 Particelle SUSY: R=-1 Particelle SUSY prodotte solo in coppie La particella SUSY più leggera è stabile La LSP sfugge dal rivelatore Introduzione: Supersimmetria

4 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Scenario preso in esame Introduzione: Modelli SUSY Parametri Msugra m 0, m 1/2, A 0, tan, sign(

5 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Introduzione: obiettivo della tesi Modello: mSUGRA Modello: mSUGRA Zona di sensibilità: M gluino >M squark Zona di sensibilità: M gluino >M squark Ottimizzazione dei tagli per la discriminazione del segnale dal fondo Ottimizzazione dei tagli per massimizzare la discriminazione del segnale dal fondo Scanning in m 0 e m 1/2 e ricerca delle zone di sensibilità nel piano (m 0,m 1/2 ) Scanning in m 0 e m 1/2 e ricerca delle zone di sensibilità nel piano (m 0,m 1/2 ) Example signal Scan dello spazio dei parametri SUSY e studio di eventi a due jet

6 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Studi di supersimmetria richiedono tipicamente - Molti jet - Eventualmente uno o piu leptoni - Alta missing ET (nel caso di una LSP stabile) Motivazioni: - Canali con bassa molteplicità di jet poco studiati finora - Topologia semplice, canale adatto alle prime fasi della presa dati a LHC Principali fondi: - (Z ν ν o W l ν ) + jet - Processi QCD - top anti-top Introduzione: il canale a due jet

7 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Anello di collisione lungo 27 km (ex-LEP) situato ~ 100 m sotto terra nei pressi del CERN di Ginevra pp E cm (max) = 14 TeV LHC (Large Hadron Collider) L(max) = cm- 2 s -1 LHCb ALICE ATLAS CMS

8 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Simulazioni: apparato software - (Z ν ν e W l ν) + jet SUSY-HIT MadGraph Pythia 6 MadGraph Pythia 6 Segnale Fondo PGS QCD ttbar pp jjn1n1 Legenda: - Definizione dello scenario (per laSUSY) - Generazione dellhard scattering - Parton shower ed adronizzazione - Simulazione del rivelatore

9 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Simulazioni: scelta del punto mSUGRA - Gluino non troppo massivo Proibiti i decadimenti a cascata in gluini Sette punti di benchmark per ATLAS: SU (1, 2, 3, 4,6, 8.1, 9) Segnale a 2 jet favorito se: - SU4: 12 pb m squark, m sgluino 400 GeV

10 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Simulazioni: generazione eventi diagrammi Fondo Inoltre sono stati generati campioni a più bassa luminosità di eventi W+jet, per studiare leffetto del veto sui leptoni usato nellanalisi. Il contributo di questa sorgente è comunque trascurabile.

11 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Tagli di base -Almeno due jet con PT>50 GeV in |η|<2.5 -Somma dei pt dei due jet piu energetici >500 GeV -Angolo fra i due jet più energetici Δφ<150° -nessun altro jet con pT > 50 GeV in | η|<3.5 -nessun leptone con pT > 20 GeV Analisi dati: punto SU4 Parametri del punto SU4: m 0 = 200 GeV, m 1/2 = 160 GeV, A0 = -400 GeV, tanβ = 10 e µ> 0

12 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: punto SU4 Dopo preselezione Variabile da massimizzare: significatività del segnale rispetto al fondo Variabili su cui effettuare lo scan dei tagli: Massa invariante dei due jet più duri Variabile α Energia trasversa mancante QCD Z

13 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: ottimizzazione tagli punto SU4 Tagli che ottimizzano la significatività M jj >100 GeVM jj >100 GeV E T mancante >100GeV a 100 pb -1 Fonti di sistematiche considerate (arXiv: ): -Jet energy scale (± 5%) -Missing ET (±10%) IncertezzaEventi segnaleEventi fondo Selezione nominale79 ± 332 ± 6 JES +5%94 ± 3 (+19%)47 ± 8 (+44%) JET -5%63 ± 3 (-19%)29 ± 6 MET +10%79 ± 3 (+0%)32 ± 6 (+0%) MET -10%79 ± 3 (-0%)28 ± 6 (-8 %) Stat+sist±19%+48% - 24%

14 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Regione non esclusa dagli esperimenti al LEP e TEVATRON Analisi dati: scan in m0 e m1/2 Griglia 6x6 + interpolazione M0 da 60 a 660 GeV M1/2 da 130 a 330 GeV A0, segno di µ e tanβ fissi (ai valori del punto SU4)

15 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: scan in m 0 e m 1/2 Sezione durto totale Efficienza di selezione (tagli ottimizzati) M0M0 M 1/2 (pb) Efficienza

16 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: regioni di sensibilità e impatto delle sistematiche m gluino =m squark Sist - Sist +

17 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: risultati a diverse luminosità

18 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Oggetto della tesi: uno studio per la rivelazione di possibili segnali di supersimmetria utilizzando eventi a due jet ad alto impulso trasverso. La generazione dei campioni montecarlo usati per segnale e fondo e' stata completamente fatta in casa mettendo in piedi una catena completa Lo studio ha dismotrato buona sensibiltà per larghe porzioni dello spazio dei parametri mSUGRA dove M squark < M sgluino Sensibile a squark di massa fino a 700 GeV a L=100 pb-1 (limite attuale circa 400 GeV) Le principali incertezze sistematiche sono state considerate ed hanno un impatto non drammatico sulle regioni di sensibilita' Studio valido negli altri punti di benchmark (a meno di un fattore6 di luminosità) Studio valido negli altri punti di benchmark (a meno di un fattore 6 di luminosità) Conclusioni

19 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Slides di Backup Cliccami per chiudere

20 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Confronto fra apertura del cono 0.4 e 0.7 PGS

21 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Stabilizzazione della massa dellhiggs Inoltre… - Permette lunificazione delle interazioni di gauge -La LSP può spiegare lorigine della materia oscura fredda non barionica Supersimmetria: motivazioni (slide di backup)

22 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet PGS Card usata

23 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: ottimizzazione tagli punto SU4 Significatività del segnale in funzione dei tagli in MET e per diversi tagli in m jj (da 50 a 300 GeV)

24 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: scan in m0 e m1/2 Livelli di esclusione a 3 e 5 σ

25 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet

26 Rivelatore interno Misura i parametri delle particelle cariche: segno della carica momento della particella direzione iniziale vertice di interazione Calorimetro elettromagnetico Misura energia di elettroni, positroni e fotoni prodotti da sciami elettromagnetici Calorimetro adronico Misura energia degli adroni prodotti da sciami adronici Spettrometro di muoni Misura l impulso dei muoni (che sono le uniche particelle cariche che non rilasciano energia nei calorimetri) Il rivelatore ATLAS

27 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Simulazioni: scelta del punto mSUGRA Con Circa 100 diagrammi

28 Marino Romano Ricerca di Supersimmetria in eventi a due jet Analisi dati: alcune sistematiche Uniche fonti di sistematiche considerate (arXiv: ): -Jet energy scale (± 5%) -Missing ET (± 10%) IncertezzaEventi segnaleEventi fondo Selezione nominale79 ± 332 ± 6 JES +5%94 ± 3 (+19%)47 ± 8 (+44%) JET -5%63 ± 3 (-19%)29 ± 6 MET +10%79 ± 3 (+0%)32 ± 6 (+0%) MET -10%79 ± 3 (-0%)28 ± 6 (-8 %) Stat+sist±19%+48% - 24%

29 Regione centrale del barrel Regione degli end-caps Il rivelatore ATLAS


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