G.Bernardi, LPNHE-Paris

L’Etat Final Lepton(s) + 2 b

• Recherche du Higgs

• Physique du Top

• Susy

• Conclusion

Gregorio Bernardi, LPNHE-Paris Marseille 26/01/2001

G.Bernardi, LPNHE-Paris

Quels Sujets de These dans Hit?

…Hit est un gros groupe (a Fnal…)

-Le Higgs n’attendra (peut-etre) pas le run IIb

-Le Top sera la` des le debut

Peux-t-on trouver des sujets voisins en France pour partager outils/prods/ntuples/etudes?

Quelles etudes avec quelle lumi?

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Production du Higgs

G.Bernardi, LPNHE-Paris

Recherche d’un Higgs légerSi Mhiggs < 130 GeV le canal d’analyse principal est:

pp WH l bb

Le rapport Signal sur bruit depend crucialement de la resolution de reconstruction de la masse inv. de la paireb b

Objectifs: - passer de 15% a moins de 10% en resolution- avoir une efficacite de b-tagging

> 50%

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Résolution en Masse du Higgs

Significativite’ en fct de la resolution a Mhiggs=120

GeV

bb mass: Resolution: 15% 10%

Signal events/fb-1 4 4 Wbb 59 32 WZ 11 6 tt 34 24 single top 14 10

Pour 10 fbPour 10 fb-1-1

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Extraction du Z bb

3 ET < 10 GeV

12 > 3 rad

• S/N=1/6 au pic du Z

• Excès à 3.2

Signal et Bruit sont produits différemment le Z* est produit par annihilation q-qbar (time-like),

on n ’attend donc que de la radiation QCD soft entre les 2 jets.

Le bruit de fond est produit par QCD, et il y a une liaison de couleur entre partons initiaux et finaux.

Il y a donc aussi une forte radiation QCD entre les partons IS et FS.

2 Variables cinematiques pour discriminer

3 ET : somme des ET des clusters en dehors des 2 jets

12 : différence en angle azimuthal entre les 2 jets

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Fit sur les événements Dijet

Signal +Background:

Background only:

Resultats:

MZ=90.0 +/- 2.4 GeV

Z = 9.4 +/- 3.5 GeV

NZ=91+/30(st.)+/19(sys.)

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Neural Net pour le Higgs (WH)• Selection: pT

l > 15 GeV , Etmiss > 20 GeV,

>= 2 jets > 10 GeV, || lepton, jets < 2

• Reseau de neurone entrainé sur 6 variables (cf plot a)

• Bruit de fond dominant: W bb, mais bon output du NN (b)

Signal 4.4 evts / fb-1

Wbb 9.7WZ 1.0single top 6.6ttbar 8.4total bruit 25.7

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Potentiel de découverte du HiggsCombinaison de tous les canaux:

WH (H bb, W*W*, Z*Z*) , ZH ( bb et l+l- b b ), q q H

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Production de ‘Single’ Top

a) b) c) d)

a) et b): Fusion W-parton : Processus dominant

c) Production t W

d) Production t bbar en voie s : important au Tevatron, difficile au LHC

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Recherche du ‘Single’ Top

Stelzer 1998

• Production électrofaible du Top

• Signal:

• un ou deux b-jets énergetiques

• une désintegration de W

• Bruits de fond:

• Wbb, Wcc, Wc, mistags, et production ttbar.

Apres efficacité et acceptance

On attend seulement 1.2 ± 0.3 events!On attend seulement 1.2 ± 0.3 events!

Bruit de fond total attendu : 12.9 ± 2.1Evénements observés : 15

pb4.15glu W @ 95% CL

Canal W-g

q

W

q

t

b

bSignal : W+b+q

(Prel.)

pb09.070.1

(Au LHC: 244 pb)

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Recherche du ‘Single Top’

Smith 1996

pb04.073.0

Apres efficacite et acceptance

on attend 1.0 ± 0.3 events!on attend 1.0 ± 0.3 events!

Bruit de fond total attendu : 29.7 ± 2.1Evenements observes : 42

pb8.15Ws @ 95% CL

Voie s – W*

q

W*

q

t

bSignal: W+b+b

(Au LHC: 10 pb)

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Le ‘Single’ Top: Run II et LHC• Run II

• environ 300 événements par expérience

• L’ échantillon plus grand permettra de meilleures coupures de selection

• Meilleur rapport Signal sur Bruit S/B=1:2

• LHC

• Fusion W-parton : 27000 evts apres efficacite/acceptance S/B=3:1

• Production tW : 2300 “ “ “ “ S/B=1:5

• Voie s (W*) tb : 360 “ “ “ “ S/B=1:3

• Mesures:

• Largeur partielle (tWX)

• Vtb (12% au run II, 1% au LHC)

• Polarisation du Top

10% error au run II, 1% au LHC)

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Sections Efficaces

CDF

• Quelques changements sur (tt) depuis les publications:

• CDF a “updaté” son tagging des b, ce qui change les sections eff. avec jets.

• Les résultats de CDF ont ete modifiés à cause d’un update de la mesure de la luminosité.

• Soft lepton tags de CDF

• Résultats de DØ sont inchangés.

Compatibles avec le M.S.

1.7.95 )t(t

pb

pbDØ

Ancienne valeur de CDF: 1.81.5-7.6 )t(t

Preliminary

Au LHC: 833 pb !

1.71.4-6.5 )t(t

)t(t

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Erreurs Systématiques sur Mtop

CDF l+jets D0 l+jets CDF dilepton D0 dilepton

Statistical Error 4.8 5.6 10.3 12.3

Jet Energy Scale 4.4 4 3.8 2.4Signal Model (MC) 2.6 1.9 2.8 1.7Total Systematic 5.3 5.5 4.8 3.6

Measured Mass 175.9 173.3 167.4 168.4

% Stat Error 2.7 3.2 6.1 7.3% Sys Error 3 3.1 2.8 2.1

Les plus petites systématiques sont dans le canal Dilepton !Les plus petites systématiques sont dans le canal Dilepton !

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Le Canal Dilepton

Etat Final: 2b + 2 leptons + Etmiss

-Mesure precise de la masse

-Test du MS (sect.eff en fct de la masse)

-Acces a:

-1) Polarisation du Top (test du spin)

-2) Correlations en spin du systeme t-tbar

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La Recherche du sTop

3 corps : b lepton sneutrino 2 b + 2 l + Etmiss

4 corps : b lepton nu neutralino 2 b + 2 l + Etmiss

gg

g ~t1

~t1

q

q

g

~t1

~t1

,Zq

q

~t1

~t1Production directe du sTop • fusion de gluons• annihilation de quarks

Signature recherchée : 2b (jets) + 2 leptons +ETmiss

Le sTop pourrait etre le squark le plus léger, à cause de la grande masse du Top (mixing)

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Recherche du sTop au RunII

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Conclusions

Nombreux sujets de physique sur l’etat final lepton(s)+jets

Higgs : WH lepton + bb + EtmissHiggs : ZH nu-nubar +bb bb + Etmiss ;ou 2l + bb

Single Top: voie s: tb lepton + 2b + Etmiss ou boson gluon fusion: tbq…

Top QCD: canal dilepton 2l + 2b + Etmiss

sTop en 3 ou 4 corps 2l + 2b + Etmiss