Ricostruzione di squark, sbottom e gluini Massimiliano Chiorboli Catania.

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1 Ricostruzione di squark, sbottom e gluini Massimiliano Chiorboli Catania

2 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Descrizione della Fisica Approccio inclusivo: vedere eccessi rispetto allo SM. Regioni dello spazio dei parametri in cui si ha significatività statistica. Questo studio: ricostruzione dei picchi, misura di grandezze legate alle particelle supersimmetriche in punti fissati dello spazio dei parametri. 2 SFOS isolated leptons, p T >15 GeV, | |<2.4 2 b-jets, p T >20 GeV, | |<2.4 p p b b Proposed Post-LEP Benchmarks for Supersymmetry (hep-ph/0106204) Fondo SM: ttbar, Z+jet, W+jet, ZZ, WZ, WW, QCD Ridotto da un taglio in E T miss Problemi di combinatoriale più importanti

3 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Descrizione della Fisica Point B (tan = 10): ricostruzioni di sbottom, squark e gluini possibili già a 10 fb -1 ; Point B (tan = 10): ricostruzioni di sbottom, squark e gluini possibili già a 10 fb -1 ; Point G (tan = 20): si iniziano a vedere i picchi solo a 300 fb -1 ; Point G (tan = 20): si iniziano a vedere i picchi solo a 300 fb -1 ; Point I (tan = 35): non è possibile ricostruire sparticelle fortemente interagenti attraverso il canale 2 0 l + l - 1 0. Point I (tan = 35): non è possibile ricostruire sparticelle fortemente interagenti attraverso il canale 2 0 l + l - 1 0. Alto tan : 2 0 + - 1 0. SquarkGluino E t miss > 150 GeV Sbottom Gluino BR( 2 0 l + l - 1 0 ) dipende fortemente da tan BR( 2 0 l + l - 1 0 ) dipende fortemente da tan

4 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - FirenzeGeneratori SUSY Inizialmente: PYTHIA 6.152 Parametri mSUGRA generazione degli eventi Fondo SM (ttbar, Z+jet, W+jet, ZZ, WZ, WW, QCD): PYTHIA 6.152 I benchmark point non sono definiti dai parametri mSUGRA, ma dai valori a bassa scala (masse, BRs, sigma) ottenuti a partire dai parametri mSUGRA tramite RGEs con ISAJET 7.51. Manuale di PYTHIA (hep-ph/0108264), pag. 163: […]the option IMSS(1)=2 uses approximate analytical solutions of the renormalization group equations, which reproduce the output of Isasusy within 10% (based on comparisons of masses, decay widths, production cross sections, etc.).[…] Questo non è sufficientemente accurato, stime troppo ottimistiche. PYTHIA 6.15260%38% ISAJET 7.5116.4%83.2%

5 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - FirenzeGeneratori Manuale di PYTHIA (hep-ph/0108264), pag. 163: […]The user who wants to study this and other models in detail can use the Isasusy and Susygen programs, which numerically solve these equations to determine the mass parameters, to generate the correct Pythia input parameters.[…] I parametri mSUGRA venivano dati a ISAJET 7.51, che forniva i parametri a scala di rottura elettrodebole, che venivano passati a PYTHIA 6.152 Accordo in masse e BR entro il 2% Non è possibile utilizzare direttamente ISAJET per studi che comportino luso del b-tagging, perché ISAJET non fornisce informazioni sui vertici secondari: DO 160 I=1,NHEP DO 160 J=1,4 160 VHEP(J,I) = 0 Point B

6 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Data Samples Fondo SM ttbar 44.1 10 6 Z+jet (pthat > 60 GeV) 3.9 10 6 W+jet (pthat > 60 GeV) 2.6 10 6 QCD 50 GeV < pthat < 100 GeV 1.9 10 6 100 GeV < pthat < 200 GeV 1.9 10 6 200 GeV < pthat < 300 GeV 1.9 10 6 300 GeV < pthat < 400 GeV 1.9 10 6 400 GeV < pthat < 500 GeV 1.9 10 6 pthat > 500 GeV 1.9 10 6 34 10 6 per ottimizzazioni di parametri 3.8 10 6 eventi forzati 11 10 6 con pile-up 10 10 6 PYTHIA 2.5 10 6 con tau-tagging acceso 3.3 10 6 con tau-tagging acceso Point B Point G Point I Eventi aggiuntivi: Totale: 150 10 6 CMSJET events 150 10 6 CMSJET events prodotti con la Farm di Catania 73 GB nei dischi della Farm di Catania 73 GB nei dischi della Farm di Catania

7 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Simulazione del detector Fast simulation CMSJET 4.801 (http://cmsdoc.cern.ch/~abdullin/cmsjet.html): ****************************************************************** ****************************************************************** * Ntuple ID = 101 Entries = 1000 HEPEVT * Ntuple ID = 101 Entries = 1000 HEPEVT ****************************************************************** ****************************************************************** * Var numb * Type * Packing * Range * Block * Name * * Var numb * Type * Packing * Range * Block * Name * ****************************************************************** ****************************************************************** * 1 * I*4 * * * HEPEVT * NEVHEP * 1 * I*4 * * * HEPEVT * NEVHEP * 2 * I*4 * * [0,3950] * HEPEVT * NHEP * 2 * I*4 * * [0,3950] * HEPEVT * NHEP * 3 * I*4 * * * HEPEVT * IDHEP(NHEP) * 3 * I*4 * * * HEPEVT * IDHEP(NHEP) * 4 * I*4 * * * HEPEVT * JSMHEP(NHEP) * 4 * I*4 * * * HEPEVT * JSMHEP(NHEP) * 5 * I*4 * * * HEPEVT * JSDHEP(NHEP) * 5 * I*4 * * * HEPEVT * JSDHEP(NHEP) * 6 * R*4 * * * HEPEVT * PHEP(5,NHEP) * 6 * R*4 * * * HEPEVT * PHEP(5,NHEP) * 7 * R*4 * * * HEPEVT * VHEP(4,NHEP) * 7 * R*4 * * * HEPEVT * VHEP(4,NHEP) * 1 * I*4 * * * MC_PARAM * IRUN * 1 * I*4 * * * MC_PARAM * IRUN * 2 * I*4 * * * MC_PARAM * IEVT * 2 * I*4 * * * MC_PARAM * IEVT * 3 * R*4 * * * MC_PARAM * WEIGHT * 3 * R*4 * * * MC_PARAM * WEIGHT * 4 * I*4 * * [0,200] * MC_PARAM * NPARAM * 4 * I*4 * * [0,200] * MC_PARAM * NPARAM * 5 * R*4 * * * MC_PARAM * PARAM(NPARAM) * 5 * R*4 * * * MC_PARAM * PARAM(NPARAM) ****************************************************************** ****************************************************************** * Block * Entries * Unpacked * Packed * Packing Factor * * Block * Entries * Unpacked * Packed * Packing Factor * ****************************************************************** ****************************************************************** * HEPEVT * 1000 * 189608 * Var. * Variable * * HEPEVT * 1000 * 189608 * Var. * Variable * * MC_PARAM * 1000 * 816 * Var. * Variable * * MC_PARAM * 1000 * 816 * Var. * Variable * * Total * --- * 190424 * Var. * Variable * * Total * --- * 190424 * Var. * Variable * ****************************************************************** ****************************************************************** * Blocks = 2 Variables = 12 Max. Columns = 47606 * * Blocks = 2 Variables = 12 Max. Columns = 47606 * ****************************************************************** ****************************************************************** Non cè più la compatibilità con CMSIM!

8 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - FirenzeObjects ****************************************************************** ****************************************************************** * Ntuple ID = 5555 Entries = 69943 CMSJET * Ntuple ID = 5555 Entries = 69943 CMSJET ****************************************************************** ****************************************************************** * Var numb * Type * Packing * Range * Block * Name * * Var numb * Type * Packing * Range * Block * Name * ****************************************************************** ****************************************************************** * 1 * R*4 * * * TRANCH * CIRC * 1 * R*4 * * * TRANCH * CIRC * 2 * R*4 * * * TRANCH * TREN * 2 * R*4 * * * TRANCH * TREN * 3 * R*4 * * * TRANCH * TRMA * 3 * R*4 * * * TRANCH * TRMA * 1 * R*4 * * * PTMIS * PTMT(2) * 1 * R*4 * * * PTMIS * PTMT(2) * 2 * R*4 * * * PTMIS * PTM(2) * 2 * R*4 * * * PTMIS * PTM(2) * 3 * R*4 * * * PTMIS * PZNU(2) * 3 * R*4 * * * PTMIS * PZNU(2) * 1 * I*4 * * [0,100] * LEPTONS * NLE_CWN * 1 * I*4 * * [0,100] * LEPTONS * NLE_CWN * 2 * R*4 * * * LEPTONS * PL_CWN(4,NLE_CWN) * 2 * R*4 * * * LEPTONS * PL_CWN(4,NLE_CWN) * 3 * I*4 * 3 * [-2,2] * LEPTONS * KL_CWN(NLE_CWN) * 3 * I*4 * 3 * [-2,2] * LEPTONS * KL_CWN(NLE_CWN) * 4 * I*4 * * * LEPTONS * MRL_CWN(NLE_CWN) * 4 * I*4 * * * LEPTONS * MRL_CWN(NLE_CWN) * 5 * U*4 * 3 * [0,4] * LEPTONS * LISOL_CWN(NLE_CWN) * 5 * U*4 * 3 * [0,4] * LEPTONS * LISOL_CWN(NLE_CWN) * 6 * I*4 * * * LEPTONS * LFATH_CWN(5,NLE_CWN) * 6 * I*4 * * * LEPTONS * LFATH_CWN(5,NLE_CWN) * 1 * I*4 * * [0,100] * GAMMAS * NGAM_CWN * 1 * I*4 * * [0,100] * GAMMAS * NGAM_CWN * 2 * R*4 * * * GAMMAS * PG_CWN(4,NGAM_CWN) * 2 * R*4 * * * GAMMAS * PG_CWN(4,NGAM_CWN) * 3 * U*4 * 3 * [0,4] * GAMMAS * LISGAM_CWN(NGAM_CWN) * 3 * U*4 * 3 * [0,4] * GAMMAS * LISGAM_CWN(NGAM_CWN) * 1 * I*4 * * [0,50] * JETS * NJG_CWN * 1 * I*4 * * [0,50] * JETS * NJG_CWN * 2 * R*4 * * * JETS * PJG_CWN(4,NJG_CWN) * 2 * R*4 * * * JETS * PJG_CWN(4,NJG_CWN) * 3 * U*4 * 11 * [0,2000] * JETS * MRKJET_NJG(NJG_CWN) * 3 * U*4 * 11 * [0,2000] * JETS * MRKJET_NJG(NJG_CWN) * 4 * R*4 * * * JETS * BTAG_NJG(NJG_CWN) * 4 * R*4 * * * JETS * BTAG_NJG(NJG_CWN) * 5 * I*4 * * * JETS * JFATH_CWN(5,NJG_CWN) * 5 * I*4 * * * JETS * JFATH_CWN(5,NJG_CWN) ****************************************************************** ****************************************************************** * Block * Entries * Unpacked * Packed * Packing Factor * * Block * Entries * Unpacked * Packed * Packing Factor * ****************************************************************** ****************************************************************** * TRANCH * 69943 * 12 * 12 * 1.000 * * TRANCH * 69943 * 12 * 12 * 1.000 * * PTMIS * 69943 * 24 * 24 * 1.000 * * PTMIS * 69943 * 24 * 24 * 1.000 * * LEPTONS * 69943 * 4804 * Var. * Variable * * LEPTONS * 69943 * 4804 * Var. * Variable * * GAMMAS * 69943 * 2004 * Var. * Variable * * GAMMAS * 69943 * 2004 * Var. * Variable * * JETS * 69943 * 2204 * Var. * Variable * * JETS * 69943 * 2204 * Var. * Variable * * Total * --- * 9048 * Var. * Variable * * Total * --- * 9048 * Var. * Variable * ****************************************************************** ****************************************************************** * Blocks = 5 Variables = 20 Max. Columns = 2262 * * Blocks = 5 Variables = 20 Max. Columns = 2262 * ****************************************************************** ****************************************************************** In CMSJET non occorre fare ricostruzioni manuali: le ntuple forniscono le informazioni sugli oggetti. Etmiss Leptoni Gamma Jet Tools: PAW

9 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Impatto sugli altri gruppi E/gamma, muon:E/gamma, muon: – 2 0 l + l - 1 0 importante per lidentificazione dellend-point, ma non è necessaria una grande precisione. JETMET:JETMET: –E t miss importante per la soppressione dello SM –Jet reconstruction importante per la risoluzione dei picchi e per il pile-up SbottomGluino M(g) – M(b) Squark Gluino M(g) – M(q) Il pile-up ad alta luminosità dà problemi nella catena di ricostruzione degli squark: merging-splitting nel jetfindermerging-splitting nel jetfinder jet di pile-up selezionati come jet di segnalejet di pile-up selezionati come jet di segnale Studi dettagliati sugli algoritmi di jetfinding Sbottom chain Squark chain PILE-UP

10 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Impatto sugli altri gruppi Risoluzione dei picchi: Dipendenza dalla finestra scelta per la massa della coppia di leptoni. Limite inferiore 8% E t miss > 150 GeV Sbottom Gluino Eventi forzati per 4000 fb -1, M(ll) = 0.2 GeV La separazione dei due sbottom non è possibile per la risoluzione.

11 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Impatto sul b-tau Descrizione del tracker: FATSIM package (CMS IN 2000/034): Ricostruzione delle tracce fatta tramite parametrizzazioni da CMSIM 121;Ricostruzione delle tracce fatta tramite parametrizzazioni da CMSIM 121; b-tagging: almeno 2 tracce con p t >0.9 GeV in un cono di R = 0.4 attorno allasse del jet. La variabile di tagging è la significatività sul IP della seconda traccia.b-tagging: almeno 2 tracce con p t >0.9 GeV in un cono di R = 0.4 attorno allasse del jet. La variabile di tagging è la significatività sul IP della seconda traccia.

12 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Sbottom Gluino Massa Larghezza Efficienza di segnale Il b-tagging ha effetto sulla massa, sulla risoluzione e sullefficienza dei picchi per gli sbottom e i gluini. Algoritmi più sofisticati possono migliorare la qualità dei picchi.

13 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - Firenze Impatto sul b-tau tan = 10 tan = 20 tan = 35 Ad alti valori di tan non è possibile ricostruire picchi attraverso 2 0 l + l - 1 0 Il canale 2 0 + - 1 0 è complementare e lo stesso studio potrebbe essere ripetuto partendo da questo (algoritmi di tau-tagging)

14 15 Gennaio 2003Massimiliano ChiorboliTISB - FirenzeConclusioni Con la fast simulation, sono stati trovati risultati interessanti dal punto di vista della fisica Il canale può essere interessante per tools riguardanti: –Jetfinding (pile-up, risoluzioni di picchi) –b-tagging (miglioramento dellefficienza e della risoluzione per gli sbottom) 2 0 + - 1 0 ) –Tau-tagging (ricostruzione attraverso il canale 2 0 + - 1 0 )