11/10/2002TISB – Livio Fanò Status dell’attività software a Perugia Livio Fanò CMS PG-Soft: L.Fanò, M. Biasini, R. Santinelli, D. Benedetti INFN e Università.

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1 11/10/2002TISB – Livio Fanò Status dell’attività software a Perugia Livio Fanò CMS PG-Soft: L.Fanò, M. Biasini, R. Santinelli, D. Benedetti INFN e Università degli Studi di Perugia

2 11/10/2002TISB – Livio Fanò Sommario HL-bT (high level b-trigger) implementazione del HLT (b-trigger team!) applicazione al ttH, Hhh Energy Flow – Jet reconstruction Decadimenti rari del Tau Preview gb -> bh -> bbb

3 11/10/2002TISB – Livio Fanò HL-bT come funziona? Condizione di stop sul numero di hits per la ricostruzione (5) Definizione di una regione di interesse attorno alla direzione del jet di L1 (R<0.4)

4 11/10/2002TISB – Livio Fanò HL-bT: attività in corso “relazioni” Algoritmo di trigger DAQ TDR Nota Applicazioni ttHHhh Note

5 11/10/2002TISB – Livio Fanò HL-bT applicazioni Il canale ttH nello scenario di bassa luminosità Il canale H->hh in quello di alta e bassa luminosità Per entrambi: Schema dell’evento Rate di trigger energetico (lvl1) Rate per trigger combinati (energy + HLb-T)

6 11/10/2002TISB – Livio Fanò ttH -> bbbbjjjj Difficoltà principali: b dall’Higgs sono poco energetici 8-jets nello stato finale sono difficili da manipolare Alcuni vecchi studi in fast simulation mostrano la possibilità di raggiungere un S/√B = 3.5 Qual’è l’effetto di un HL-bT ? Low Luminosity scenario

7 11/10/2002TISB – Livio Fanò La descrizione dei campioni Segnale 1000 ttH -> jjjjbbbb generati 1000 H -> hh -> bbbb generati Pythia 6.158 cmsim125 ORCA_6_1_0 Fondo QCD P T-hat 30 – 170 GeV (Bassa luminosità) P T-hat 50 – 170 GeV (Alta luminosità) Framework CMS PG-Farm Impegnata nella Produzione e/ estiva!

8 11/10/2002TISB – Livio Fanò Efficienza di selezione del ttH e rate di QCD – trigger energetico Con 4 jets con E T > 50 GeV L’efficienza del segnale è ~ 60% mentre il rate QCD è ~ 200 Hz

9 11/10/2002TISB – Livio Fanò Parametri b-trig: 5 hits track reco 0.4 cone 2 GeV pxl line Pt cut b-tag: 2 Tracce con SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5 1 tagged jet: 20 Hz QCD rate con 55% eff sig No Staged! Low stat! Efficienza di selezione del ttH e rate di QCD – b-trigger

10 11/10/2002TISB – Livio Fanò Hhh (MSSM) gg -> H -> hh -> bbbb m A = 300 GeV tan  = 10  = 6. 10 -2 pb m h = 112 GeV I 4 b sono poco energetici: Il trigger calorimetrico di L1 su 4 jets potrebbe essere inutilizzabile pythia!

11 11/10/2002TISB – Livio Fanò Richiedere 4 jets con E T > 30 GeV implica: L’efficienza del segnale è ~ 30% mentre il rate di QCD HL è ~ 100 KHz (Low Lumi ~ 10 KHz) E’ necessaria una strategia di trigger alternativa High Luminosity QCD rate P T-hat 50-170 GeV Hhh Efficiency and QCD Rate trigger energetico

12 11/10/2002TISB – Livio Fanò Trigger Energetici – Bassa Luminosità Trigger 1 –leggero- –1 jet con Et > 171 GeV OR –3 jets con Et > 38 GeV OR –4 jets con Et > 33 GeV Trigger 2 –più duro- –1 jet con Et > 171 GeV OR –3 jets con Et > 72 GeV OR –4 jets con Et > 52 GeV Soluzione possibile: trigger leggero + b-trigger Efficienza segnale 57% QCD rate ~ 10.5 KHz Efficienza segnale 15% QCD rate ~ 460 Hz

13 11/10/2002TISB – Livio Fanò Efficienza Hhh VS Rate QCD (LL) b-trigger 3 Tagged jets E T > 38 GeV OR 4 Tagged jets E T > 33 GeV OR Trigger energetico 2 b-trig: 5 hits track reco 0.4 cone 2 GeV pxl line Pt cut b-tag: 2 Tracks with SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5 Efficienza segnale 28% (15%) QCD rate ~ 500 Hz (460)

14 11/10/2002TISB – Livio Fanò Efficienza Hhh VS Rate QCD (HL) b-trigger b-tag: 2 Tracks with SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5 b-trig: 5 hits track reco 0.4 cone 2 GeV pxl line Pt cut 3 Tagged jets Et > 64 GeV OR 4 Tagged jets Et > 56 GeV OR Trigger Energetico 2 (+60% threshold) Efficienza Segnale 5% QCD rate ~ 1 KHz !

15 11/10/2002TISB – Livio Fanò Conclusioni ttH (bassa luminosità) E’ possibile abbassare il rate di QCD da 200 Hz a 20 Hz selezionando ancora il 55% di eventi di segnale Hhh (bassa e alta luminosità) Il rate di QCD si abbassa da 10KHz a 500 Hz continuando a selezionare il 28% (Bassa Luminosità) di eventi di segnale 1 KHz di rate di QCD ad alta luminosità è ancora troppo alto!

16 11/10/2002TISB – Livio Fanò Futuro prossimo Canale ttH Una strategia di trigger puramente energetico piu’ sofisticata potrebbe aumentare l’efficienza di selezione del segnale La ricostruzione offline dell’evento deve essere studiata Canale Hhh E’ necessaria maggiore statistica Investigare il potenziale fisico di bassa luminosità Lo scenario di alta luminosità deve essere studiato più approfonditamente E’ necessaria un’ottimizzazione della ricostruzione dei jets (algoritmi differenti?) Per entrambi i canali la presenza di un b-tag leptonico potrebbe migliorare i risultati

17 11/10/2002TISB – Livio Fanò Energy Flow L’idea: La misura in P T fatta dal tracker rimpiazza quella calorimetrica (stimata con la tecnica e/pi) per le tracce all’interno del cono del jet Se le tracce sono “soft” la misura del tracciatore viene semplicemente aggiunta Jet Calo

18 11/10/2002TISB – Livio Fanò JetPlusTracks.cc Esisteva una “protoclasse”: My_jet JetPlusTracks::correct(My_Jet&, Vector &, RecCollection &) Come lavora il metodo: loop sulle tracce: - controlla lo stato della ricostruzione - propaga la traiettoria della traccia nel calorimetro - calcola l’impulso della traccia - se interagisce con il calorimetro controlla se la traccia è dentro il cono di definizione del jet - se dentro sottrae la risposta attesa (e/pi) e aggiunge la misura d’impulso della traccia - se fuori aggiunge semplicemente la misura del tracciatore

19 11/10/2002TISB – Livio Fanò Qualche risultato preliminare La classe è stata testata su eventi QCD solo per tracce all’interno del cono di definizione del jet (QCD events with 50-170 GeV P T -hat ) Calorimetro + Tracciatore E T(calo+tracker) / E T(MC) = 0.96 ( E/EMC ~ 0.13) Misura solo calorimetrica E T(calo) / E T(MC) = 0.88 ( E/EMC ~ 0.13) I jet sono ricostruiti con il cone algorithm (0.7)

20 11/10/2002TISB – Livio Fanò Qualche risultato preliminare L’effetto è stabile nell’intervallo 40 – 200 GeV E T MC Jet Energy E T(calo+tracker) / E T(MC) E T(calo) / E T(MC) La “stabilità” della correzione

21 11/10/2002TISB – Livio Fanò Qualche risultato preliminare Intervallo di bassa E T (40 – 80 GeV) Il guadagno in risoluzione è tra il 15% e il 30% Risoluzione  ET /E T E T (GeV) Risoluzione in E T Calo + Tracker Risoluzione in E T solo calorimetrica

22 11/10/2002TISB – Livio Fanò The Partial Track Reconstruction E’ in corso un update di PartialTrackFinder.cc (ora è presente solo la stop condition sul numero di hits per la ricostruzione della traccia): Ci sono 3 metodi principali per la ricostruzione: ::GlobalReco() tutte le tracce sono ricostruite nell’evento ::RegionalReco(double& etajet, double& phijet, double& deltaR) solo le tracce in una R.o.I. R attorno alla direzione del jet vengono ricostruite ::PartialReco(double& etajet, double& phijet, double& deltaR) Le tracce sono ricostruite partendo da un seed di pixel lines selezionate in una R.o.I. R attorno alla direzione del jet L’idea è di avere un interfaccia il più generale possibile che fornisca sempre lo stesso oggetto come risultato: vector

23 11/10/2002TISB – Livio Fanò Sviluppi: Sono necessari ancora dei test usando la ricostruzione completa (l’effetto delle tracce “leggere”, samples di dati differenti…) Implementare il nuovo PartialTrackFinder E’ già possibile studiare l’effetto della ricostruzione parziale del tracciatore su algoritmi di energy flow usando la classe modificata JetPlusTracks.cc (secondo metodo di correzione) in: /afs/cern.ch/user/l/liviof/public/sasha/JetPlusTracks.cc Studiare l’effetto su canali fisici (il maggiore interesse viene da quelli con jet poco energetici nello stato finale)

24 11/10/2002TISB – Livio Fanò Decadimenti rari del   (pp->+X)=120b (pp->W->+)=19nb (pp->Z->+)=3nb (pp->B->++D)=24b BR < 8.4E-08 @ 90% CL

25 11/10/2002TISB – Livio Fanò Decadimenti rari del    mass

26 11/10/2002TISB – Livio Fanò Conclusioni – decadimenti rari del  E’ stato compiuto uno studio sulla sensibilità di CMS ai decadimenti rari del -> 3 e  ->  utilizzando la catena completa di simulazione Dopo un anno (10 fb -1 ) di presa dati si ottengono i limiti al BR:  -> 3BR < 8.4E-08 dal W BR < 7.6E-07 da Z BR < 3.8E-07 da B  -> BR < 1.0E-06 (sempre 1 anno)

27 11/10/2002TISB – Livio Fanò Preview: gb->hb (MSSM) La produzione gg,qq -> hbb è sommersa dal bg La produzione di un h insieme ad un b ad alto Pt faciliterebbe la riduzione del bg Recenti studi (hep-ph/0204093) suggeriscono che l’accoppiamento gb->hb (NLO in QCD) è di circa un ordine di grandezza maggiore di gg,qq->hbb: per m h ~100 GeV -> (1b) = 200 fb e (2b) = 6 fb

28 11/10/2002TISB – Livio Fanò Preview: gb->hb Pythia 6.158! m h = 120 Cmsjet 4.704 = 2.9 P T jet reco m h ~ 108 GeV Et jet > 40 GeV reco m h ~ 110 GeV Et jet > 40 GeV

29 11/10/2002TISB – Livio Fanò Documenti in preparazione: Decadimenti rari del  ttH, Hhh Contributo al DAQ TDR (+nota) Energy Flow