Analysis on top and Z physics T. Lari Analysis on top and Z physics Fisica del top in ATLAS (esempi) Sezione d’urto ttbar ad LHC Prime misure di fisica: sezione d’urto Commissioning: calibrazione getti, efficienza di b tagging Fisica del top a Milano (in partenza…) Misura sezione d’urto (canale semileptonico) Misura sezione d’urto (canale doppio leptonico) Commissioning b-tagging (canale doppio leptonico) Fisica con la Z Sezioni d’urto eccetera Attivita’ a Milano Primi risultati (Ilaria)

Fisica del top ad LHC (primo anno) La sezione d’urto ttbar ad LHC (830 ± 100 pb) è ~100 volte maggiore che al Tevatron Il rapporto S/B sarà migliore ad LHC Con 100 pb-1 dovremmo avere ~1000 coppie tt dopo i tagli, il doppio di quelle selezionate a D0+CDF finora Alcune misure significative saranno possibili già con questa statistica (probabilmente la prima misura sarà la sezione d’urto tt ad LHC) Già con 100 pb-1 gli errori sistematici domineranno molte misure Sarà inoltre possibile usare il top come processo noto per la calibrazione ed il commissioning del rivelatore

Canale doppioleptonico Prime misure di fisica Sezione d’urto canale semileptonico: dal fit di massa invariante oppure dal numero di eventi con >= 4 getti Occorre sottrarre il fondo N(W+4j)/N(W+0j) = N(Z+4j)/N(Z+0j) Correggere per le efficienze di trigger e selezione… Poiche’ gli errori sistematici dominano quelli statistici, il canale doppio leptonico puo’ essere interessante…. Canale semileptonico LBNL, 15 pb-1 Canale doppioleptonico LBNL, 15 pb-1

Commissioning con il top Giusto due esempi dal canale semileptonico: M(jj) = m(W) → calibrazione getti Numero di getti taggati b N(0b),N(1b),N(2b) → efficienza b tagging per getti b,c,uds Altri metodi possibili Il canale doppio leptonico si può anche usare

Fisica del top a Milano: canale semileptonico Simone sta cominciato un po’ di lavoro in questa direzione Questa analisi dovrebbe diventare l’argomento principale della sua tesi di dottorato Siamo in contatto con Udine; l’idea è collaborare con Udine e NICKHEF e dividerci il lavoro La prima cosa dovrebbe essere imparare a fare l’analisi di base, usando i dati prodotti con la release 13 (mentre il grosso del gruppo del top e’ impegnato a finalizzare le note con la 12…) Simone sta cominciando a guardare gli AOD della 13 con AthenaROOTAccess

Fisica del top a Milano: canale doppio leptonico Ci stiamo concentrando sulla misura della sezione d’urto e dell’efficienza di b-tagging Contributi studenti: Tesi di laurea di Maria Chiara Tesi di dottorato di Lidia ? Cut flow (ttbar) Analisi fondi non-ttbar in corso…. Taglio segnale Fondo tt Eventi 10255 578295 2m isolati 7889 4692 2 getti pt>20GeV 7292 4394 ETMiss>20GeV 6875 4087 m non da W m da W Segnale=2m MC da W con pt>10GeV e h<2.5 EtIsol(DR<0.2), GeV

Eventi di Z ad LHC s x BR (Z →ee) = 1.66 nb Hundreds of events expected with just 1 pb-1 (10h at 1031 cm2 s-1 as will be simulated in FDR-1): very early physics Also large S/B expected Background from fake QCD jets difficult to predict and simulate (QCD background sample JF17 has s = 210000 nb !) but signal should appear as a clear peak in invariant mass in data Z(ee) and Z(mm) events will be used to calibrate electron energy, check ID and MS alignment, measure lepton trigger and reconstruction efficiency, … In Milano we want to select Z(+jets) events using the 2-lepton invariant mass and use them to 1) Measure the spectrum of jets produced with the Z (useful to estimate W+jets background to Z, tune MCs, …) 2) Check EtMiss resolution and tails (these events do not have any true EtMiss) Tesi di laurea di Ilaria (some CSC note draft) 1 pb-1

Selezione di eventi di Z Analisi fatta su gli AOD della release 12 con max ca. 1750 eventi Z→ee [1.22 pb-1 ] e 27000 eventi Z → mm [~16 pb-1] Events: 1750 Zee + 1750 Zmm (ca. 1.22 pb-1) Electrons: All the eGamma candidates in the ElectronContainer (loose selection) pT > 10 GeV Muon: STACO combined muons

Numero di getti Selezione eventi: due leptoni con 80 GeV < m(ll) < 100 GeV Getti: Cone4Tower, pT > 20 GeV, distanza DR > 0.2 da elettroni

EtMiss e SumEt in eventi di Z

Risoluzione calorimetrica (A dal fit dei risultati) Risoluzioni Per ogni bin di SumEt, abbiamo fatto un fit gaussiano dell’istogramma di pxMiss e pyMiss Per selezionare eventi in cui il contributo dei muoni alla risoluzione di EtMiss trascurabile rispetto al contributo calorimetrico abbiamo chiesto: 0.03*S px(mi) < 0.2* (A S Et ) risoluzione muoni Risoluzione calorimetrica (A dal fit dei risultati) Elettroni Muoni A = (430 ± 31) MeV1/2 A = (558 ± 26) MeV1/2

Code risoluzione Vogliamo quantificare le eventuali code non-gaussiane nella distribuzione di pxmiss e pymiss (e poi magari capirne l’origine…) Electron Events Ev. in tail(>3s) % in tail Pxmiss 0j 244 5 2.0 Pymiss 0j 1 0.4 Pxmiss >0j 346 6 1.7 Pymiss >0j 2 0.6 Pxmiss j20 4 1.6 Pymiss j20 Muons Events Ev. in tail(>3s) % in tail Pxmiss 0j 308 5 1.6 Pymiss 0j 2 0.6 Pxmiss >0j 928 7 0.8 Pymiss >0j 9 1.0 Pxmiss j20 563 4 0.7 Pymiss j20 0j = no jet; >0j=at least 1 jet; j20=at least one jet with pt>20 GeV Le code sono al livello del %. Per dire qualcosa di piu’ occorre maggiore statistica.

Alcune cose da fare…. Guardare i dati FDR appena disponibili Includere i fondi Analisi distribuita per il grosso campione QCD ? Bisognerà fare qualche acrobazia non essendoci abbastanza statistica MC (<< 1 pb-1) del fondo principale (QCD) Già fatto per noi se usiamo I dati FDR Capire la differenza di risoluzione di EtMiss per elettroni e muoni Aumentare la statistica (analisi distribuita?) per studiare le code di risoluzione di EtMiss Campioni di Z ad alto pT e Z+getti con ALPGEN per accedere a eventi con maggiore attività adronica? Riprendere il discorso sullo spettro dei getti (quanta enfasi dare a questo argomento piutosto che ad EtMiss per la tesi ?) …