Marco Rescigno, INFN/Roma CSN1 21/11/2011 CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Prospettive di Atlas Marco Rescigno, INFN/Roma CSN1 21/11/2011 Highlights risultati Atlas nel flavor Prospettive di medio termine Ruolo degli upgrade e prospettive a lungo termine

Highlights risultati (dati 2010) CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Highlights risultati (dati 2010) Programma focalizzato sulla produzione, quarkonia, charm e b quark sui dati 2010: Differential cross-sections of inclusive, prompt and non-prompt J/ψ production 2.3pb-1 Nucl. Phys. B 850, 287 (2011) ϒ(1S) Fiducial Production Cross-Section 1.13pb-1 PLB 705, 9 (2011) Measurement of D* and D+ meson production cross sections in pp collisions at sqrt{s} = 7TeV with the ATLAS detector 1.1nb-1 ATLAS-CONF-2011-017 Preparazione alle misure time-dependent: Measurement of the average B lifetime in inclusive B → J/ψ X → μ+μ− X decays with the ATLAS detector 35pb-1 ATLAS-CONF-2011-145 Measurement of the B0d and B0s lifetimes in the decay modes B0d→J/ψK0* and B0s→J/ψφ in ATLAS 40pb-1 ATLAS-CONF-2011-092 Ricerca di B0s→mm : In approval, niente di pubblico ancora (per poco)

Differential J/ψ production CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Differential J/ψ production |yJ/ψ|<0.75 2<|yJ/ψ|<2.4

Differential J/ψ production CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Differential J/ψ production

Differential Y(1S) production CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Differential Y(1S) production In corso un update con ~2fb-1 dei dati 2011

Quarkonia production - futuro CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Quarkonia production - futuro Run 2011 è una miniera di dati utili alla “definitiva” (?) comprensione della produzione di onia che abbiamo appena iniziato a scavare: Spin-alignment per Ψ e Y J/psi + lepton-jet correlations Double quarkonia production J/psi + Vector Boson

Charm X-sec (Minimum Bias) CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Charm X-sec (Minimum Bias) D+Kππ D*πsD0(Kπ) Ricostruzione ID OK

Verso fs Current signal stat. CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Verso fs Nonostante LHCb, c’è spazio per la ricerca di un segnale di NP Tutte le misure sono ancora limitate dalla statistica Nel canale BsJ/ψ f non occorre necessariamente flavor tagging per ottenere un risultato significativo (interferenza CP even/odd nelle distribuzioni angolari dipendenti dal tempo) (es. current D0) Occorre: ct resolution & resolution function Event statistics (trigger) Acceptance (~trivial…) Current signal stat. D0 (8fb-1): 5600 CDF (5.2 fb-1): 6500 LHCb (0.3 fb-1): 8300

Prime misure di vita media (inclusive b) CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Prime misure di vita media (inclusive b) Fit combinato a massa J/ψ e lunghezza di decadimento: alta statistica (per i dati 2010) ca. 20K events funzione di risoluzione con 1 sola gaussiana sufficiente incertezza sul vertice sotto controllo  scale factor ~1 Incertezza dominante allineamento ID significativi miglioramenti nel 2011

Prime misure di vita media (Bs lifetime) CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Prime misure di vita media (Bs lifetime) BsJ/ψ f In accordo con PDG Buon S/B, secondo le aspettative (no cut in lifetime) Risoluzione sotto controllo, allineamento ID già miglorato

Dimuon trigger status in 2011 CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Dimuon trigger status in 2011 Nel 2011 si passa da mu singoli@L1 a “topological” trigger (2 muoni @ L1), ma la soglia rimane a 4 GeV anche a 3*10^33: 6 KHz @L1, 5 Hz @ EF Banda allocata a “B-physics” rimane significativa

BsJ/ψ f status and perspective CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno BsJ/ψ f status and perspective Event Yield per fb-1 in 2011 minore che nel 2010, ma entro un fattore 2 Risoluzione migliora ad impulso piu’ elevato (per ora 90-100 fs). Nel 2012 trigger base 2mu6 consentirà di raddoppiare il campione. Atteso un primo risultato senza flavor tagging per conf. Invernali, seguito dall’analisi tagged Lavoro sul tagging appena iniziato, expect (CSC) eD2=3.9%, Atlas certamente in campo nel breve/medio periodo su fs

ATLAS status on Bμμ Manca ancora l’input di Atlas… CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno ATLAS status on Bμμ Manca ancora l’input di Atlas… In approvazione in questi giorni (blind), con ~2fb-1, sfortunatamente non posso ancora mostrare nulla. Quanto è lontana la previsione MC dalla realtà di Atlas? Punti critici: Trigger efficiency Reconstruction efficiency Mass resolution Proper time/vertexing resolution Atlas pre-CSC Simulation J.Ellis @ HCP BR(Bsmm)

Muon reconstruction CSC assumption ATLAS observed and simulated CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Muon reconstruction CSC assumption ATLAS observed and simulated ATLAS-CONF-2010-036 Perfectly consistent with expectations! Even better!

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Efficienza di Trigger Trigger base (per tutto il 2011) per Bμμ richiede 2 muoni da 4 GeV (versione topologica o single L1 muon) Misure di efficienza dei trigger basate sui dati disponibili e confermano le simulazioni.

Mass Resolution Predizione MC (CSC) 70-124 MeV in funzione di η CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Mass Resolution REM: detector alignment knowledge is improving with integrated luminosity, and the spectrometer resolution will follow this trend as well! Predizione MC (CSC) 70-124 MeV in funzione di η Circa 2x la risoluzione di CMS Possiamo confrontare J/psi per controllare data/MC

Data/MC dimuon resolution CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Data/MC dimuon resolution J/ψμμ, 2-track vertex fit Larghezza del picco in funzione η(J/ψ) consistente con MC: ATLAS-CONF-2010-078

Proper-time & vertexing? CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Proper-time & vertexing? PV determined with ~15 μm precision Tracker residuals within expected performance Outdated public plots, improvement in alignment not reflected here!

The CSC estimate Cut & count on MC Backgrounds: bbμμ, Bhh, and BKlν CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno The CSC estimate Cut & count on MC Backgrounds: bbμμ, Bhh, and BKlν Grandi incertezze su BR, production cross-sections etc! μ fake rate nelle attese

Expect Atlas result in the ball park of Summer results… CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno The CSC estimate II Predictions for 10 fb-1 @ few 10^33 SES @ 10 fb-1 ≈ 610-10 Compare to CMS@ 1fb-1: SESCMS≈210-9 Expect Atlas result in the ball park of Summer results…

Upgrade path Motivazioni degli upgrade focalizzate su high-pT CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Upgrade path Motivazioni degli upgrade focalizzate su high-pT In qualche caso impatto su Flavor Physics New B-Layer FTK Trigger upgrade (topological trigger @ L1, tracking @L1)

IBL Da inserire nello shutdown 2013-14 CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno IBL Da inserire nello shutdown 2013-14 Miglioramenti attesi nella risoluzione sui vertici e parametro di impatto Misura “taggata” di fs e Riduzione fondo combinatoriale in rare decays. Un quarto Layer di Pixel addizionale Beam pipe di sezione ridotta 2925 mm (acciaio  Al nella parte esterna rispetto a alla interaction region per minimizzare attivazione) <r>=50 mm  <r>=33

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno FTK Full tracking prima degli algoritmi di L2 (20 ms processing time vs O(10 ms) total L2 execution time) Maggiore flessibilita’ nel sistema di trigger: permette algoritmi piu’ complessi a parità di input rate Soglie piu’ basse / piu’ robuste rispetto a pile-up Disegnato per una luminosità di 3*1034 Timeline: 2012 vertical slice per test integrazione nel TDAQ con i prototipi 2014/2015 Installazione prima parte del sistema (barrel) 2017/2018 sistema completo

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno FTK Studi TDR focalizzati su high-pt: b-tagging, lepton isolation, tau-id Ma… possibile sfruttare tracking completo per trigger piu’ esclusivi che sfruttino il parametro di impatto Full tracking online primary vertex reconstruction per combattere pile-up …niente studi concreti, per ora, ma FTK nasce dall’esperienza di SVT a CDF…

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Conclusioni Il programma di fisica del flavor in Atlas e’ in pieno sviluppo: Il sistema dei mu e il TDAQ sono in grado di garantire una statistica interessante per fs e per la ricerca di canali rari nel Run del 2011/2012; Non si prevede di diminuire le risorse di banda dedicate alla b-physics nel futuro prossimo; Tracking performance OK per la ricostruzione e per la misura del tempo proprio di decadimento, leggeremente penalizzante la risoluzione in massa invariante (come aspettato). Con l’aumento di luminosità il focus sarà molto chiaramente la fisica di scoperta ad alto pT Lo sviluppo previsto degli upgrade potrebbe pero’ consentire di sostenere anche una parte di fisica del flavor (specie nel caso emerga una chiara motivazione)

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno

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Prime misure di vita media (BdJ/ψ K* lifetime) CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Prime misure di vita media (BdJ/ψ K* lifetime) Good agreement with PDG Reasonable S/B, well within expectations Resolutions under control, silicon alignment will improve!

Bmm LHCb 337 pb-1 @95%CL CMS 1fb-1 @95%CL CDF 7fb-1 @95%CL CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno Bmm CMS 1fb-1 @95%CL CDF 7fb-1 @95%CL CDF 7fb-1 ±1σ LHCb 337 pb-1 @95%CL

CSN1, Firenze, 21 novembre 2011 M.Rescigno LFV: tmmm 10 fb-1 Occorrono 100 fb-1 per raggiungere la sensibilità attuale di Belle Tri-lepton triggers presenti nel menu di Atlas