S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 Valli Nascoste in Atlas Stefano, Guido, Lucia, Carlo, Daniele, Barbara, … + UoW Group: Henry, Matt, Giuseppe,

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1 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 Valli Nascoste in Atlas Stefano, Guido, Lucia, Carlo, Daniele, Barbara, … + UoW Group: Henry, Matt, Giuseppe, Laura, Daniel

2 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 2 Cosa e’ un Hidden Valley Settori nascosti con effetti visibili previsti da modelli top-bottom: ex. (super)stringhe Fenomenologia spesso distinta rispetto a altri (piu’ noti) modelli di NP: ex. SUSY, little-Higgs, ExtraD, GMSW, Randal- Sundrum, … Scenari previsti dai modelli di HV: –consistente con le misure di precisione ai collider –in grado di spiegare effetti cosmologici osservati What is a hidden valley? A hidden valley has a few key features, but in simple (and simplistic) language, it is a hidden sector that is about to be found. It contains relatively light particles that one might think would already have been seen, but some barrier (perhaps energetic) has prevented us from finding these particles up to now. This barrier is about to be breached. Matt Strassler, K.Zurek, et Al… Energy Inaccessibility

3 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 3 HIddenValley: approfondimenti Theories of Nature, and the Nature of Theories The biases of theorists have shaped the experiments at the LHC, and have influenced the experimental studies that have been done to test the detectors' capabilities. This may not be a problem. But in the last few months before the LHC begins taking data, it may be wise for us to consider that nature might not share those biases, and to explore how the phenomenology at the LHC might differ from what is typically expected. Per approfondimenti: - Matt Strassler: seminario dipartimento mercoledi’ prossimo: Doc: hep-ph/0604261, hep-ph/0605193, hep-ph/0607160

4 4 HV: fenomenologia Esempio semplice (ma non esiste un HV minimale!) : SM  SM  U(1)’  SU(n v ) Standard Model SU(3)xSU(2)xU(1) Communicator Z’ da U(1)’ Hidden Valley G v with v-matter QCD-like confinata ad una scala 1GeV<  v <1TeV Alternativamente: Higgs, LSP of SUSY models, Neutrini Massivi Sterili, … Inoltre vi possono essere comunicatori diversi per produzione e decadimento Segnature comuni: - High-multiplicity final states (possibly all-hadronic) - Highly variable final states - Many low-momentum partons - Unusual parton clustering - Breakdown of jet/parton matching - Sharp alteration of Higgs decays and of SUSY events

5 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 5 HV: decadimento Two-Light Flavors Scenario (2LF): –m U ~m C <<  v  fisica simile alla QCD –Particelle piu’ leggere: v-pions:  0 v e  ± v –Molti v-adroni che decadono rapidamente in v-pioni –Tpicamente  ± v stabili (invisibili), a meno di presenza di FCNC (  ± v   0 v ff con  (  ± v )>>  (  0 v ))  v   (Z’) *  f fb vvZ’ b BR  m f 2  decadimento dominante in quark b (e mesoni tau) ( 0 v ) puo’ essere grande (10 fs a 5 ns)  vertici displaced possibili

6 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 6 HV: produzione q q QvQvQvQv QvQvQvQv  v ,  v  ;  v  Z’ For a particular model. Others may differ by ~ factor of 10 100 ev/anno

7 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 7 Work-in-Progress nel gruppo di Roma Generatore MC HV: (Matt, Stefano) –Supporto alla versione standalone di Matt –Ntuplizer per studi generator-level e QuickSim HV-Gen  HEPEVT  Root-Ntuplizer –Porting in Atlas: HV-Gen  LesHouchesOut  HV_i package Quick-Simulation: (Guido, Lucia, Daniele, Stefano, Carlo) –Tracking-package (Guido, Lucia) –Event-display (Daniele) –Trigger simulation: LV1 Muon-trigger (Lucia, Guido) LV1 Energy-trigger (Carlo, Stefano) Studi di Fisica: (Tutti) –Produzione campioni rappresentativi di eventi MC –Ottimizzazione delle strategie di trigger –Analisi offline prototipale Ref: http://www.roma1.infn.it/people/ciapetti/hiddenvalley/

8 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 8 HV-Generator: status Versione 3 disponibile: (Matt, Stefano) –Basato su Pythia: evoluzione QCD riscalata a  v (OK solo se M  v << M Z’ ) –Solo 2LF model  ± v stabile ed instabile Tevatron/LHC setup –4 parametri: M Z’, M  0 v, t(  0 v ), t(  ± v ) –Porting in ATLAS completato (SG private version) –Root-Ntuplizer disponibile Next step: –Versione 4: prima di Natale: versione finale 2006 per ATLAS –Versione 5: ~6 mesi: con S.Mrenna: nuova versione che includera’ in maniera generale diversi scenario di comunicatori HV (SUSY, Higgs, …) + modelli generali a piu’ flavors 

9 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 9 Quick-Sim: Tracking Status Tracking-software: (Lucia, Guido) –ROOT-macro stile –Organizza le particelle in vertici e tracce originanti da tali vertici –Traccia le particelle in una versione semplificata della geometria (cilindroidi) e dei campi magnetici di ATLAS –Ferma le differenti particelle nei vari detector –Produce liste di hits nei vari detector e output file per event display STATUS: V2 disponibile (solo mu-trigger)

10 10 Quick-Sim: LV1 Trigger Status µ-Trigger: (lucia, Guido) –Usa gli hit prodotti dal package di tracking –Versione semplificata del algoritmo di trigger (low e high-p T ) –Solo barrel (troppo difficile riprodurre B nella regione di transizione) –Status: pronto energy-Trigger: (Stefano, Carlo) –Usa gli hit prodotti dal package di tracking –Granularita’ reale dei dati di trigger, risoluzione smearing G(TDR) –e/ , h/ , Jets, sumEt, missEt, algoritmi completi implementati –Sviluppo sciami: schema semplificato tutta l’energia rilasciata a t max, sviluppo laterale simmerico circolare –Modulo di decisione: Trigger-menu’ – style –Status: package pronto, debug/validation step

11 11 Event-Display: Status Versione 2.5 disponibile: (Daniele) –Visualizzazione particelle di stato finale Layout (semplificato) di ATLAS Viste X-Y, X-Z e Z-Y Possibilita’ di selezionare/deselezionare parti di rivelatore, verici etc… –Visualizzazione dei  v e dei mesoni B/tau intermedi

12 12 Studi di Fisica: Campioni eventi disponibili: –4 set di parametri rappresentativi –1000 eventi/set-parametri, generati e ntuplizzati “Classic” “Anemic” “Easy” “Non-prompt  ± v ”

13 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 13 Il caso “facile”: 5ps #µ triggerati (low and high-p T )

14 14 5ps evento #1

15 15 5ps evento #1

16 16 5ps evento #43

17 17 Un caso piu’ “difficile”: 100ps #µ triggerati (low and high-p T )

18 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 18 100ps evento #17

19 19 Ed ora l’”impossibile”: 5ns #µ triggerati (low and high-p T )

20 20 5 ns

21 21 5 ns

22 22 5 ns

23 S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206 23 Plans < 2006: –HV-Generator 4 –Finalizzazione Quick-Sim/Tools  Atalas TP-week Marzo 2007: –Studio sistematico ottimizzazione trigger –Analisi prototipale