Produzione di beauty in collisori ee Franco Simonetto

Contenuti Scenario Topologia Metodi sperimentali Alcuni risultati (produzione) Franco Simonetto

Scenario s(ee->had) = 41.54 +- 0.04 nb s(ee->bb) /s(ee->had) = 0.2165+-0.0007 ~ 1 milione bb /esperimento (LEP) ~ 40 000 bb (SLD) Franco Simonetto

Produzione ed evoluzione Radiazione di gluoni B -> b+g (QCD pert.) Produzione: ee -> Z -> bb (W.I.) Adronizzazione b -> B (QCD non pert.) Decadimento stati eccitati B(*)* -> B had, B g Decadimento stati a lunga t B -> DX Franco Simonetto

Topologia Produzione non coerente in in due emisferi ben separati <EB> ~ 35 GeV, g ~ 7 ctbg ~ 4 mm , vertici ben separati Vs >> mB : produzione di B(*)*,Bd,Bu,Bs, Lb Molteplicita’ (per emisfero): ~ 10 particelle da frammentazione ~ 5 da decadimento del B Separazione mediante informazioni di: Boost, massa Vita media Franco Simonetto

Leptoni ad alto pt BR( b->l v X ) ~ 2 x 10% Tagli duri sul pt (wrt asse del jet) del leptone per eliminare i fondi BR x e ~ 5 % Purezza ~ 80 % Franco Simonetto

Rapidita’ E+P// R = (wrt asse di thrust) E-P// “fratello” del b Si puo’ applicare a tracce e sciami B Non B Consente di definire una gerarchia: B – frammentazione correlazione con il b originale Franco Simonetto

Il parametro d’impatto segnato d = distanza ellissi della traccia dal Beam Spot Segno positivo (negativo) se interseca il jet a valle (a monte ) del B.S. Solo per tracce cariche Risoluzione (tune MC) Vita Media Franco Simonetto

B-tagging A partire da d calcola uds A partire da d calcola Probabilita’ Pi che la traccia origini dalla Beam Spot Probabilita’ Phem ~ P Pi che tutte le tracce nell’emisfero provengano dalla B.S. c b P(hem) -log10P(hem) Franco Simonetto

B-tagging Combina con altre variabili che separano b da udsc Ottiene efficienza ~ 40% (per emisfero) per 95% purezza M(vtx) Rapidita’ Non-b b boost’ Franco Simonetto

SLD Ricostruzione vertici di decadimento + taglio sulla massa del vertice Maggiore purezza grazie alle ridotte dimensioni del Beam Spot Tuttavia penalizzato dalla luminosita’ Franco Simonetto

Misure Frammentazione Produzione di stati orbitali eccitati (B*,B**) Produzione di stati che decadono debolmente (Bu,Bd,Bs,Lb) Running b-mass s(ee -> gg -> bb (cc) ) (LEP II ) Franco Simonetto

Frammentazione Quale frazione dell’energia del quark viene trasmessa all’adrone ? xE = EB/ Eb Selezione b-jets (b-tagging) Rigetta tracce e sciami da frammentazione Parametro d’impatto Rapidita’ vs direzione del jet Corregge per inefficienze e risoluzione (dipendenza da modello) Confronta con Modelli / Unfold dati sperimentali Franco Simonetto

XE :Risultati (1) L’ accordo tra gli esperimenti e’ buono … Franco Simonetto

XE : Risultati(2) … ma nessun modello e’ perfetto c2 / ndf Franco Simonetto

XE : Risultati(3) Gli esperimenti forniscono anche gli spettri corretti per risoluzione ed efficienza. Unfolding Analisi dei Momenti Le correzioni dipendono tuttavia dal modello utilizzato Franco Simonetto

j = l + slq J = j + sb Eccitazioni Orbitali HQET: il quark pesante e’ una sorgente statica del campo di colore Disaccoppio gradi di liberta’ “leggeri” da quelli “pesanti” j = l + slq J = j + sb Franco Simonetto

B** : le misure Combina Misura il Q-valore: h** Ideale Combina B-jet Adrone (h =k,p) da vertice I Misura il Q-valore: Q = m(Bh) –m(B)-m(h) Sperimentale Difficile separare i singoli stati Franco Simonetto

B** : risultati ALEPH (esclusiva) DELPHI (inclusiva) B -> D*p,J/YK* h = p DELPHI (inclusiva) B -> b-jet h = p , K PRELIMINARI b -> B**u,d = (31+-9+-6) % b -> B**u,d = (14+-1.4+-1.8) % b -> B**s = ( 1+-0.2+-0.3) % Franco Simonetto

B+/B0/Bs/Lb … e cfr con misure ottenute da Misura b->B+ da carica del vertice … … e cfr con misure ottenute da Isospin : f(Bu) = f(Bd) Unitarieta’ : 2f(Bd)+f(Bs)+f(Lb) = 1 Mixing : c = f(Bd) cd + f(Bs) cs = Franco Simonetto

Running m(b) Misura frazione di eventi multijet in Z -> bb, in funzione del parametro di risoluzione y G(Z-> bb g) / Gtotal( Z-> bb ) R3bl (y) = G(Z-> uds g) / Gtotal( Z-> uds ) = f( mb(MZ) ) Le sistematiche (frammentazione, QCD-non perturbativa, rivelatore) si riducono drasticamente nel doppio rapporto Franco Simonetto

Flavour Identification mb(MZ) Flavour Identification Usa simultaneamente tag (b) e antitag (uds) mb(MZ) = 2.96 +- 0.31 mb(mb) = 4.21 +- 0.14 Franco Simonetto

ee -> gg -> bb LEP II (ECM ~ 190 GeV) B ~ a riposo => no boost Anti-b tag per rigettare ee -> g/Z -> bb Quindi fit a spettro pt dei leptoni Misura s(bb) e s(cc) b e Franco Simonetto

ee -> gg -> bb :risultati Misure consistenti tra gli esperimenti LEP (~ 200 GeV) Modelli predicono correttamente s(cc) Discrepanza ~4 s per s(bb) Franco Simonetto

Conclusione La fisica del b e’ stato forse il settore piu’ eccitante della fisica a LEP ~50 articoli / collaborazione W.I. (Rb, Afb ) Spettroscopia Adronizzazione, QCD Decadimenti (WI, triangolo unitarieta’) La Z e’ la migliore B factory ! … peccato che LEP non c’e’ piu’ Franco Simonetto