Studio di rivelazione del beauty nel canale semielettronico Rosario Turrisi Università & INFN - Padova in collaborazione con F. Antinori, A. Dainese, M.

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1 Studio di rivelazione del beauty nel canale semielettronico Rosario Turrisi Università & INFN - Padova in collaborazione con F. Antinori, A. Dainese, M. Lunardon 1 o Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE

2 Sommario Motivazioni Motivazioni Sezioni durto Sezioni durto Strategia di rivelazione Strategia di rivelazione Stima del rapporto segnale/fondo Stima del rapporto segnale/fondo Studio dellerrore statistico e sistematico Studio dellerrore statistico e sistematico p t : dallelettrone al B p t : dallelettrone al B Conclusioni e prospettive Conclusioni e prospettive

3 Motivazioni Motivazioni generali: v. presentazione F. Antinori Motivazioni generali: v. presentazione F. Antinori Misura inclusiva del canale be+X: Misura inclusiva del canale be+X: misura relativamente semplice e accurata della sezione durto misura relativamente semplice e accurata della sezione durto sonda del mezzo: sonda del mezzo: perdita denergia dei quark, confronto b-c- (cf. presentazione A. Dainese) perdita denergia dei quark, confronto b-c- (cf. presentazione A. Dainese) stima del fondo di BJ/ per lo studio della soppressione della J/ stima del fondo di BJ/ per lo studio della soppressione della J/ normalizzazione naturale per le normalizzazione naturale per le

4 Sezioni durto ALICE baseline: ALICE baseline: calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5 calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5 estrapolazione a PbPb, shadowing secondo EKS98 estrapolazione a PbPb, shadowing secondo EKS98 variando F, R la sezione durto varia entro un fattore ~ 4 Entro laccettanza: ~0.22 D 0 / D 0 B (s) + b pp0.190.0143 PbPb1409 ~0.85 B eX Mesons multiplicities

5 Strategia di rivelazione 0.22 e da beauty 0.22 e da beauty ~10 3 e da altre sorgenti ~10 3 e da altre sorgenti ~10 4 ~10 4 val. ass. della minima distanza della traccia dal vertice primario nel piano trasverso dopo tracciamento! a. u. Elementi chiave: Elementi chiave: separazione e/ separazione e/ d 0 = parametro d impatto d 0 = parametro d impatto i mesoni B hanno c ~ 500m ! i mesoni B hanno c ~ 500m ! p t, più elevato per il beauty p t, più elevato per il beauty Fondi principali: Fondi principali: identificati come e identificati come e Dalitz decays Dalitz decays elettroni da charm elettroni da charm conversioni nei materiali conversioni nei materiali decadimenti di particelle strane decadimenti di particelle strane norm. allintegrale

6 (Mis)identificazione dei (Mis)identificazione dei NO PID p T >1 GeV TRD PID TRD+TPC PID p t >1

7 Studio su simulazione Beauty, Charm: Pythia6, CTEQ4L produzione forzata (MSEL=5, 4) e ± stats: 5.210 6 da beauty & 2.310 6 da charm nellaccettanza del barrel (|y|<1), distribuiti in 150 supereventi di AliRoot ad alta densità per tenere conto automaticamente dellefficienza di tracciamento decadimento semi-elettronico forzato (dati corretti per B.R.) Underlying event: HIJING default, i.e. dN CH /dy (y=0) =6000 2 10 4 events tracciamento: parametrizzazione della TPC + KF nellITS Tutti i campioni sono stati normalizzati a 10 7 eventi

8 Rapporto S/B d 0 più efficace sul fondo di ed e non-charm d 0 più efficace sul fondo di ed e non-charm p t più efficace nella soppressione del charm p t più efficace nella soppressione del charm tutti i fondi inclusi finestra in d 0 : [200,600] m rigetto del fondo non-charm rigetto del fondo da decadimenti di stranezza Applicata solo la PID combinata solo fondo di charm

9 Stima dellerrore statistico Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di beauty ottenuto con lanalisi di 10 7 eventi centrali (5%) PbPb Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di beauty ottenuto con lanalisi di 10 7 eventi centrali (5%) PbPb È sempre applicata la condizione 200d 0600 m È sempre applicata la condizione 200d 0600 m È calcolato come segue: È calcolato come segue: T=conteggi totali nel bin S=conteggi da beauty 10 7 eventi PbPb

10 Stima dellerrore sistematico Errore sistematico: Errore sistematico: 1. errore sulle correzioni MC (accettanza, efficienza) ~ 10% 2. indeterminazione sulla resa del charm 2. Si è supposto di determinare il contributo del charm allo spettro di e assumendo la sezione durto ottenuta con la misura delle D 0 Errori valutati per il charm: Errori valutati per il charm: statistico, <5%, p t 5 GeV/c statistico, <5%, p t 5 GeV/c correzioni MC, 10% correzioni MC, 10% B.R. D 0, 2.4% B.R. D 0, 2.4% rapporto D 0 / D + ~4% rapporto D 0 / D + ~4% altri, non inclusi: altri, non inclusi: sistematico sulla BD sistematico sulla BD da stimare una volta determinato il rapporto b/c da stimare una volta determinato il rapporto b/c centralità centralità da stimare, influisce su b e c da stimare, influisce su b e c errore % sul charm p t degli elettroni da charm

11 Qualità della misura Spettro in p t di elettroni da beauty con errore totale che include: Spettro in p t di elettroni da beauty con errore totale che include: lerrore sistematico da estrapolazione del charm lerrore sistematico da estrapolazione del charm lerrore statistico lerrore statistico errore sulle correzioni MC errore sulle correzioni MC Rapporto S/(S+B) Rapporto S/(S+B) Contributo bce: Contributo bce: ~20%, aumenta probabilità di rivelazione, effetti sullo spettro a basso pt (da valutare) ~20%, aumenta probabilità di rivelazione, effetti sullo spettro a basso pt (da valutare) 10 7 eventi PbPb 200d 0600 m bs electrons

12 Distribuzione integrata in p t dei B(1) Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1 * (in fase di studio anche per b in ALICE) Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1 * (in fase di studio anche per b in ALICE) Data e, F dipende da p t min Data e, F dipende da p t min In generale, F introduce un errore sistematico originato dalla forma della distribuzione in p t dei B assunta nel MC In generale, F introduce un errore sistematico originato dalla forma della distribuzione in p t dei B assunta nel MC Si è cercato di minimizzare questo errore Si è cercato di minimizzare questo errore *C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B213 (1988) 405 C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B256 (1991) 121

13 Distribuzione integrata in p t dei B (2) Calcolare F vs p t min per varie forme dello spettro (diversi pQCD params, shadowing, fragmentation func.) Calcolare F vs p t min per varie forme dello spettro (diversi pQCD params, shadowing, fragmentation func.) Lerrore sistematico può essere minimizzato con una scelta opportuna di p t min ! Lerrore sistematico può essere minimizzato con una scelta opportuna di p t min !

14 Distribuzione integrata in p t di B nel y |y|<1 Estremi dei bin in p t degli elettroni: 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 7.0 9.0 12.0 16.0 2 < p t e < 16 GeV/c 10 7 eventi PbPb

15 Conclusioni e prospettive Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico: Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico: condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95% condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95% misura con 2 < p t < 16 misura con 2 < p t < 16 errore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( p t >12 GeV/c) errore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( p t >12 GeV/c) errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione durto delle D 0 errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione durto delle D 0 stimato lo spettro di mesoni B: alti p t a portata di mano (>20 GeV) stimato lo spettro di mesoni B: alti p t a portata di mano (>20 GeV) Prossimi sviluppi: Prossimi sviluppi: estensione dello studio a canali più esclusivi (B +D+X) estensione dello studio a canali più esclusivi (B +D+X) stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione bce (in realta` migliora la statistica stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione bce (in realta` migliora la statistica studio dello spettro in p t finalizzato allenergy loss studio dello spettro in p t finalizzato allenergy loss

16

17 Stima della contaminazione b c e Simulazione dedicata, ~10 6 eventi di PYTHIA inclusivi di tutti i canali di decadimento Simulazione dedicata, ~10 6 eventi di PYTHIA inclusivi di tutti i canali di decadimento Conteggio degli elettroni del processo bce nella finestra cinematica usata per lanalisi Conteggio degli elettroni del processo bce nella finestra cinematica usata per lanalisi Effetto: aumento della probabilità di conteggio di un evento beauty Effetto: aumento della probabilità di conteggio di un evento beauty Probabilità di pile-up trascurabile Probabilità di pile-up trascurabile Work in progress: effetto sullo spettro Work in progress: effetto sullo spettro

18 Tecnica di identificazione di e Tecnica di identificazione di e Transition Radiation Detector: Transition Radiation Detector: separazione e da e particelle più pesanti (K, p) separazione e da e particelle più pesanti (K, p) dN CH /dy y=0 =6000 fissato el =0.9 appross. costante con il p t in un ampio intervallo efficienza per pioni vs p t -eff vs e-eff

19 TPC per la separazione e/ TPC per la separazione e/ Le particelle più pesanti di elettroni e pioni completamente rigettate tramite il TRD. Le particelle più pesanti di elettroni e pioni completamente rigettate tramite il TRD. Mediante una scelta opportuna dellintervallo di dE/dx nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/ Mediante una scelta opportuna dellintervallo di dE/dx nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/

20 Estrapolazione dellerrore allultimo bin

21 Impact parameter of conversions Due to pair production topology and our d 0 definition, conversions in the material have mostly d 0 <0 p T > 1 GeV e's from h

22 7 samples of 500 e injected in full HIJING-cent2 events at P T = 0.25, 0.39, 0.67, 1.19, 2.36, 4.00, 6.00 GeV fully reconstructed and tracked transverse impact parameter (d 0 ) spectra have been fitted with 2 gaussians and the trend of the 6 constants against P T parameterized d 0 resolution parameterization

23 Impact parameter signs

24 d 0 spectra from e's impact parameter [cm]

25 Parameters fit: widths sigma [cm] 2 nd gaussian 1 st gaussian res. in r

26 p t correlation b-B and B-e