Fisica del singolo top in ATLAS Gruppo ATLAS-Udine: Diego Cauz, Marina Cobal, Carlo Del Papa, Mario Paolo Giordani, Giovanni Pauletta, Lorenzo Santi, Simona Rolli, Matteo Soranzo

Processi di produzione Meccanismi di produzione previsti dal Modello Standard: canale t canale s Wt LHC 240pb 10pb 60pb Tevatron 2pb 0.8pb 0.1pb (limite) <4.4pb <5.0pb 17.8pb (CDF) Stato finale simile a ttlv+jets (minore molteplicità di jet) Principali fondi: tt e W+jets Mario Paolo Giordani

Motivazioni Proprietà del vertice Wtb Determinazione di σt, σs, σWt e Γ(tWb) Determinazione diretta di |Vtb| Polarizzazione del top Misure di precisione  test per nuova fisica Accoppiamenti anomali, FCNC Extra bosoni di gauge (GUT, KK) Extra Higgs Boson (2HDM) Fondo fisico per… La fisica dell’Higgs con jets Mario Paolo Giordani

Singolo top e nuova fisica Phys.Rev. D63 (2001) 0140018 Ztc FCNC 4th generation Top-flavor Top-pion SM 3×Δσtheory Mario Paolo Giordani

Canale t Selezione Principali fondi Sistematiche Njet=2, 1 b-jet centrale 1 jet in avanti (|η|>2.5) top identificato con lvb min|mlvb–mt| efficienza ~1.3% N~3k evts/fb-1 Principali fondi W+jets, tt Sistematiche luminosità, b-tag, JES ATLFAST S/B~3 Mario Paolo Giordani

Canale s Selezione Principali fondi Sistematiche Njet=2, 1 b-jet centrale top identificato con lvb max(PT) Q(leptone)·η(untagged jet) asimmetrica per segnale simmetrica per tt e W+jets Principali fondi Canale t, tt, WQQ Sistematiche luminosità, b-tag, JES ATLFAST Mario Paolo Giordani

Wt Canale molto difficile... ...ma di sicuro interesse nostro interesse Canale molto difficile... fondo tt può simulare la topologia di segnale sufficiente un b-jet fuori dall’accettanza non banale definire esattamente il segnale a NLO mescola con i diagrammi ttbar ...ma di sicuro interesse osservabile per la prima volta a LHC investiga Wtb a energie diverse da canale t e s molte incertezze teoriche su sezione d’urto notevole sensibilità verso nuova fisica attività congiunta con teorici fondo per i processo ggHWW, gbH±t Mario Paolo Giordani

Wt Selezione Fondi principali Sistematiche nostro interesse Njet3, 1 b-jet alternativa: 2 leptoni+b-jet W sulla shell di massa 60<mjj<90 GeV/c2 top identificato come lvb min|mlvb–mt| efficienza ~1% N~500 evts/fb-1 Fondi principali ttbar, t-channel Sistematiche luminosità, b-tag, JES ATLFAST S/B~1/7 Mario Paolo Giordani

Identificazione di quark b Un primo studio sistematico di Udine prestazioni dei metodi di identificazione efficienza e potere di reiezione Considerati diversi algoritmi IP2D,IP3D: parametro d’impatto transverso e 3D SV1: ricostruzione esplicita di vertici secondari lhSig: likelihood (combinazione dei precedenti) Risultati dipendenti dal processo considerato signale Wt jet ricostruiti con algoritmo a cono (R=0.4÷0.7) Mario Paolo Giordani

lhSig lhSig All jets b-jets light jets Mario Paolo Giordani

Efficienza di identificazione Efficienza di b-tag vs jet pT Efficienza di b-tag vs jet η Mario Paolo Giordani

Reiezione di quark leggeri Ru(b=50%) Ru(b=60%) lhSig 33 (N/A-66) SV1 100 (325-505) (156-184) Wt WH ttbar Risultati non conclusivi: necessario ripetere lo studio su opportuni campioni di fondo (come W+jets, Wbb) Mario Paolo Giordani

Wt & nuova fisica Wt sensibile a correzioni elettrodeboli SUSY primo studio condotto su segnale di ttbar joint-venture teorico-sperimentale M. Cobal, C. Verzegnassi et al., Phys. Rev. D71, 073003 (2005). calcolo completo a 1-loop disponibile per Wt MSSM con rottura di SUSY ispirata a mSUGRA alcune osservabili sensibili a numero ristretto di parametri di SUSY C. Verzegnassi et al., hep-ph/0601175 Valutazione della sensibilità sperimentale necessita di opportuni campioni di fondo Mario Paolo Giordani

Nuovi campioni Segnale: Wt, Wlνl (TopRex/AcerMC) Fondi Presente Wbb (AcerMC/Pythia) W+(4)jets (Alpgen/Herwig) ttbar Presente farm di Trieste per copia locale dati potenziamento calcolo locale Futuro accesso GRID da Trieste su Tier2 di Milano Mario Paolo Giordani

Conclusioni Duplice funzione della fisica del top singolo nuovo terreno di prova per il Modello Standard possibile finestra su nuova fisica Wt misurabile per la prima volta a LHC affinamento strumenti di analisi valutazione realistica sistematiche identificazione segnale (MC) caratterizzazione del segnale Mario Paolo Giordani