Исследование эффективности выделения фотонного сигнала в процессе Zee в эксперименте ATLAS на БАК (CERN) Евгений Солдатов* *Московский инженерно-физический институт (НИЯУ) План презентации: • Постановка задачи • MC результаты • Анализ экспериментальных данных для Z ee • Заключение и выводы Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 Введение: Постановка задачи Отбор фотонов от процесса Zee • Цель: Требуется получить чистый фотонный набор из известного физического процесса с характерными кинематическими особенностями - m(ee) и R(e) для задач по калибровке Truth m(Zee) Сигнал -FSR Фон -ISR -Brem -Jets • Одна из главных проблем – маленькое сечение реакции. ATLAS Work in Progress Ранее проведённое исследование с помощью MC-моделирования ~5 миллионов распадов Zee, позволило разработать набор условий для отбора Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 2 MC результаты Условия отбора ee событий Стандартные условия отбора: • Отбор событий столкновений Zee; • mll окно • R(l) порог 80<m(ee)<94 GeV, R(e)>0.2 фон сигна л ATLAS Work in Progress • Tight селекция фотонов. Дополнительные условия отбора: • Отбор по mll 60<m(ee)<83 GeV • Фотонный ET порог Истинные струи (основной фон) (ee): ET()>5 GeV • Верхний предел по R (ee): R <1.7 ATLAS Work in Progress (Разные распределения на уровне истины предоставляют нам дополнительный способ отбора сигнала) Истинные FSR фотоны (сигнал) Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 4 Реконструированная инвариантная масса (ee) (MC) Использованный MC набор: mc09_7TeV.106046.PythiaZe e_no_filter.merge.AOD.e468 _s765_s767_r1305_r1306 Все Zee события ATLAS Work in Progress Первоначально: ET()>5 GeV; PT (e)>20 GeV. (без условий отбора) Сигнал FSR – 26k Показаны ожидаемые конфигурации сигнала и фона в данных до начала отбора. ATLAS Work in Progress Сигнал/Фон Фон ATLAS Work in Progress ATLAS Work in Progress Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 5 Анализ экспериментальных данных Отбор событий типа Zee (Периоды E-I) Предварительные условия отбора событий из данных: Получили Z бозонный пик. Как минимум одна вершина с Nтреков3, PT(e)>20 ГэВ, ||<1.37, 1.52< ||<2.47, два электрона, отобранных с помощью medium условий с обратными знаками. Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 7 Отбор событий Zee из данных по столкновениям (никаких специальных условий не наложено) ET()>5 ГэВ Условия приложенные к фотонам: ET()>5 ГэВ, ||<1.37, 1.52< ||<2.47, Изоляционное условие: R(e)>0.2 Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 8 Результат применения tight условий отбора к фотонным кандидатам для Zee Tight условия – стандартный отбор фотонов от струй. Сильно режет и сигнал. Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 9 Распределение фотонных кандидатов после применения tight условий по ET (в массовом окне 80< mee<94 ГэВ) Видно, что tight ID селекция работает по-разному для данных и MC. Происходит из-за различия распределений ливня в э-м калориметре. Нужно корректировать распределения для MC! Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 10 Результат применения условия 49<mee<83 ГэВ к событиям Zee (без применения tight условий) Другой способ отбора – кинематическая селекция. Т. о. возможна проверка стандартного tight отбора. Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 11 Распределение фотонных кандидатов после применения условия 49<mee<83 ГэВ от ET (в 80< mee<94 GeV массовом окне, без приложения tight условий) В первых бинах вероятнее всего недооценён фон. Решение: необходимо оценивать фон из данных! Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 12 Отбор событий Zee из данных по столкновениям (поперечная энергия фотонов ET>15 ГэВ) ET()>15 ГэВ Увеличение энергии фотонных кандидатов помогает в отборе, однако и сильно уменьшает статистику. Необходимо увеличение статистики! Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 13 Заключение 1. Получены предварительные результаты исследований отбора фотонов в процессе Z ee, основанные на статистике 36.0 пб-1. 2. Массовый пик Zll хорошо выделяется и виден после применения различных типов селекций. 3. Сравнение с MC в целом даёт хорошее согласие, хотя и есть некоторое несовпадение в областях малых энергий фотонов. Фон необходимо оценивать из экспериментальных данных! 4. Для корректного сравнения данных с моделированием после применения tight условий отбора – необходимо корректировать распределения ливней в э-м калориметре для MC в соответствии с распределениями данных. 5. Большее количество статистики необходимо для детального сравнения данных с результатами моделирования. Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 14 Бэк-ап слайды Результаты применения условий отбора для Z ee Статист ика от изначал ьной Количество сигнальных событий (для 5.56 фб-1) Ожидаемое количество сигнала (для 36.0 пб-1) Отбор С/Ф Без требований (только преселекция) 0.11 100% 28830 168 Tight отбор 0.5 42% 12173 69 80 GeV<Inv M(ee)<94 GeV 1.07 81% 23395 136 80 GeV<Inv M(ee)<94 GeV + Tight cut 4.89 34% 9860 56 80 GeV<Inv M(ee)<94 GeV + 49 GeV<Inv M(ee)<83 GeV 1.36 71% 20549 119 80 GeV<Inv M(ee)<94 GeV + 49 GeV<Inv M(ee)<83 GeV + Tight cut 80 GeV<Inv M(ee)<94 GeV + 49 GeV<Inv M(ee)<83 GeV + R<1.7 + ET>10 GeV 6.07 31% 9012 51 1.88 59% 17079 98 4 33% 9511 54 Е. Солдатов :: Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2011 16