Stato delle analisi a Catania M. Chiorboli, M. Galanti, G. Gatto Rotondo, A. Tricomi Università and INFN Catania M. Chiorboli, M. Galanti, G. Gatto Rotondo,

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1 Stato delle analisi a Catania M. Chiorboli, M. Galanti, G. Gatto Rotondo, A. Tricomi Università and INFN Catania M. Chiorboli, M. Galanti, G. Gatto Rotondo, A. Tricomi Università and INFN Catania TISB Meeting, Pisa 22-23 Gennaio 2004

2 pp tbH pp tbH tb tb pp bbA/H pp bbA/H pp Xg pp Xg qq qq q 2 q 2 ll ll 1 l 1 l I canali studiati Stato finale tbtb Stato finale bb Stato finale bb ~~ Stato finale qql + l - Sbottom & squark chain

3 b t H±H± b t b b W W q, l ± q, l ±, q q Ricostruzione del segnale: topologia pp t bH ± tbtb t Wb 99% l ± 33% qq 66% Energia trasversa mancante Stato finale: 2 jet non-b (E T > 30 GeV, | |<2.4) 4 jet b (E T > 30 GeV, | | < 2.4) 1 leptone isolato (p T > 30 GeV) Generazione del segnale: HERWIG6310 Simulazione del rivelatore: CMSJET (fast simulation)

4 Ricostruzione del segnale: topologia tan = 10, 30, 50 m A = 238, 341, 443, 544 GeV m H± 2 = m A 2 + m W 2 m H = 250, 350, 450, 550 GeV N ev = L int · · BR Analisi nel piano tan - m A

5 Ricostruzione del segnale: metodo jj WhWh l WlWl b b b |m W calc – m W | < 25 GeV thth tltl |m t calc – m t | < 45 GeV (b) b t H±H± b t b b W W q, l ± q, l ±, q q M(jj) (GeV/c 2 ) M(l b) (GeV/c 2 ) M(jjb) (GeV/c 2 ) thth tltl b (b) più energetico H ± adronico H ± leptonico Largo fondo combinatoriale ( fondo SM) dovuto alle associazioni sbagliate durante il percorso di ricostruzione degli eventi: Possibile soluzione basata sulla cinematica degli stati finali del canale

6 Ricostruzione: L int = 100 fb -1 M(jjbb)+M(l bb) (GeV/c 2 ) Numero di eventi Nessun taglio cinematico m H = 350 GeV m H = 450 GeV m H = 250 GeV m H = 550 GeV M(jjbb)+M(l bb) (GeV/c 2 ) Numero di eventi Tagli su p T b per m H = 350, 450, 550 GeV m H = 350 GeV m H = 450 GeV m H = 250 GeV m H = 550 GeV M(jjbb)+M(l bb) (GeV/c 2 ) Numero di eventi m H = 450 GeV m H = 550 GeV Tagli su p T b e p T t per m H = 450, 550 GeV

7 Risultati L int = 100 fb -1, pile up S/B (%) S/B H ± mass (GeV/c 2 ) L int = 30 fb -1, no pile up H ± mass (GeV/c 2 ) S/B (%) S/B Significatività = S/B ATLAS + CMS

8 Topologia del segnale e del fondo Topologia del segnale e del fondo Segnale Fondo Drell-Yan Stato finale: μ + μ - bb Stato finale: μ + μ - ν μ ν μ bb Generatori: PYTHIA 6.205 (Segnale, Fondo tt) CompHEP 44.10 + PYTHIA (fondo D-Y) Simulazione di CMS CMSJET 4.801 (simulazione veloce) Fondo tt Si chiede la presenza di almeno 1 b jet Si selezionano i μ + μ - isolati col massimo p T Si impongono tagli cinematici per separare il segnale dal fondo (p T, E T miss )

9 Sezioni durto del segnale e del fondo Sezioni durto del segnale e del fondo Numero di eventi di segnale prodotti per 100 fb -1 di luminosità integrata mAmA tanβA0A0 H0H0 Totale 150 GeV 30285028005650 6013600 27200 200 GeV 30104010302070 604990502010010 300 GeV 30220 440 601050 2100 450 GeV 3039 78 60190 380 600 GeV 3010 20 60504999 N ev =L int ·σ·BR Numero di eventi di fondo prodotti per 100 fb -1 di luminosità integrata: Fondo di D-Y: 1.25·10 5 (m (γ/Z) >100GeV) Fondo tt: 3.72·10 5 L int =L·t

10 m μμ (GeV) Sovrapposizione segnale-fondo (1) Tutti i tagli cinematici applicati: mAmA |Δφ μμ |E T MISS pTpT 150, 200 >120°<40GeVn. t. 300>120°<40GeV 50GeV L Int =30 fb -1 L Int =300 fb -1 L Int =30 fb -1 L Int =300 fb -1 Segnale (tanβ=30) Segnale (tanβ=60) Fondo totale m A =150 GeV m A =300 GeV m μμ (GeV) m A =200 GeV m μμ (GeV) m A =150, 200, 300 GeV tanβ=30, 60 m μμ (GeV)

11 Sovrapposizione segnale-fondo (2) Sovrapposizione segnale-fondo (2) Tutti i tagli cinematici applicati: mAmA |Δφ μμ |E T MISS pTpT 450>140°<40GeV 100Ge V 600>140°<40GeV 150Ge V m A =450, 600 GeV tan=30, 60 Il segnale è maggiormente visibile per bassi valori di m A ed alti valori di tanβ Segnale (tanβ=30) Segnale (tanβ=60) Fondo totale L Int =30 fb -1 L Int =300 fb -1 m A =450 GeV m A =600 GeV m μμ (GeV)

12 Risultati al variare della luminosità Significatività: S/ S+B Regioni di massa con significatività >5σ tanβ=30tanβ=60 10 fb -1 n. v. m A 230 GeV 30 fb -1 n. v. m A 290 GeV Risultati a 10 fb -1 (1 anno a bassa lum.) tanβ=60, tagli applicati tanβ=60, nessun taglio tanβ=30, tagli applicati tanβ=30, nessun taglio 5σ 3σ Risultati a 300 fb -1 (3 anni ad alta lum.) 5σ 3σ 100 fb -1 m A 200 GeVm A 430 GeV 300 fb -1 m A 290 GeVm A 560 GeV

13 Sbottom reconstruction p p b b 10 fb -1 sbottom At the end-point:

14 Ricostruzione del gluino p p b b 10 fb -1 sbottom chain Sbottom Chain Squark Chain 10 fb -1 60 fb -1 300 fb -1 10 fb -1 60 fb -1 300 fb -1 M(sbottom) 500±7502±4497±2 M(squark) 536±10532±2536±1 s(sbottom) 42±541±436±3 s(squark) 60±936±131±1 M(gluino) 594±7592±4591±3 M(gluino) 592±7595±2590±2 s(gluino) 42±746±339±3 s(gluino) 75±559±2

15 Il limite di questa analisi… E possibile misurare M( 1 0 )? E possibile misurare M( 1 0 )? E stato proposto un metodo che permette di misurarla sfruttando le proprietà cinematiche dei diversi end-point (vedi per es. hep- ph/0007009) E stato proposto un metodo che permette di misurarla sfruttando le proprietà cinematiche dei diversi end-point (vedi per es. hep- ph/0007009) Il metodo utilizzato assume M( 1 0 ) nota Si possono costruire 4 distribuzioni di massa p p b b

16 ll & llq edges

17 lq edges … ma non è possibile distinguere i due leptoni hep-ph/0007009

18 Determinazione della massa Risolvendo analiticamente il sistema si determinano M( 1 0 ), M( 2 0 ), M(slepton) Risolvendo analiticamente il sistema si determinano M( 1 0 ), M( 2 0 ), M(slepton) Le soluzioni sono particolarmente sensibili a piccole variazioni dei parametri di input Le soluzioni sono particolarmente sensibili a piccole variazioni dei parametri di input E stato fatto un primo tentativo di fit degli edge ma per una determinazione corretta è necessario conoscere le forme teoriche degli end-point E stato fatto un primo tentativo di fit degli edge ma per una determinazione corretta è necessario conoscere le forme teoriche degli end-point E in corso una collaborazione con teorici per poter risalire alla forma analitica di tali distribuzioni E in corso una collaborazione con teorici per poter risalire alla forma analitica di tali distribuzioni Il lavoro procede in questa direzione… Il lavoro procede in questa direzione…

19 Conclusioni & Piani Futuri Linteresse del gruppo di Catania è soprattutto incentrato su SUSY (sparticelle e Higgs non SM) & btagging Linteresse del gruppo di Catania è soprattutto incentrato su SUSY (sparticelle e Higgs non SM) & btagging Tutti i canali finora studiati sono stati scelti anche per limportanza del btagging Tutti i canali finora studiati sono stati scelti anche per limportanza del btagging Ma … siamo solo 2 + 2??? Quindi i piani futuri sono Ma … siamo solo 2 + 2??? Quindi i piani futuri sono Concentrarsi sulla ricostruzione di sparticelle in particolare sul lavoro degli edge Concentrarsi sulla ricostruzione di sparticelle in particolare sul lavoro degli edge E se sarà possibile (1-2 dottorandi??) dare un contributo sul ttH E se sarà possibile (1-2 dottorandi??) dare un contributo sul ttH