1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble.
ÉÉtude des tude des éévvéénements nements di-leptons + 4 jets dans le Run IIdi-leptons + 4 jets dans le Run II de l’exp de l’expéérience D0 rience D0 àà Fermilab. Fermilab.
ÉÉtude des tude des éévvéénements nements di-leptons + 4 jets dans le Run IIdi-leptons + 4 jets dans le Run II de l’exp de l’expéérience D0 rience D0 àà Fermilab. Fermilab.
InterprInterpréétation dans le cadre de la tation dans le cadre de la recherche de particules recherche de particules
supersymsupersyméétriques se dtriques se déésintsintéégrant en R-grant en R-paritparitéé viol violéée (couplage e (couplage ’’122122))
Auguste BessonAuguste Besson
Soutenance de thèse
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 2
PlanPlanPlanPlan
I.I. Le TeVatron et D0Le TeVatron et D0
II.II. Mesure de la pureté de l’argon Mesure de la pureté de l’argon liquide du calorimètreliquide du calorimètre
III.III. Supersymétrie et Supersymétrie et phénoménologie en R-parité phénoménologie en R-parité violéeviolée
IV.IV. Analyse des premières donnéesAnalyse des premières données
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I.I. Le détecteur D0 et le TeVatronLe détecteur D0 et le TeVatron• Le TeVatronLe TeVatron
AméliorationsAméliorations
PerformancesPerformances
• Le détecteur D0Le détecteur D0AméliorationsAméliorations
Détecteur centralDétecteur central
CalorimètreCalorimètre
DéclenchementDéclenchementII.II. Pureté de l’argon liquidePureté de l’argon liquide
III.III. Supersymétrie et phénoménologie en RPVSupersymétrie et phénoménologie en RPV
IV.IV. Premières donnéesPremières données
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Le TeVatronLe TeVatronLe TeVatronLe TeVatron
• DDéébut Run II : but Run II : 11erer Mars 2001 Mars 2001
• ÉÉnergienergie– De 1.8 De 1.8 àà 1.96 TeV 1.96 TeV
• LuminositLuminositéé– Nouvel injecteur : Nouvel injecteur :
Main injectorMain injector– Nombre de paquets : Nombre de paquets :
6 x 6 6 x 6 → → 336 x 36 6 x 36 – production antiprotons production antiprotons – Recyclage des Recyclage des
antiprotons :antiprotons :
Recycler Recycler (Run IIb)(Run IIb)
Main Injector & Recycler
Tevatron
p source
Booster
p
p CDFDØ
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Le TeVatronLe TeVatronLe TeVatronLe TeVatron
Run 1bRun 1b Run 2aRun 2a Run 2bRun 2bDateDate 1990-961990-96 2001-20042001-2004 ~ 2004-2007~ 2004-2007
p/paquet p/paquet (10(101111)) 2.32.3 2.72.7 2.72.7pbar/paquer pbar/paquer (10(101010)) 5.55.5 3.03.0 1010
paquetspaquets 6 x 66 x 6 36 x 3636 x 36 140 x 103140 x 103Longueur des paquets Longueur des paquets
(cm)(cm)6060 3737 3737
Temps entre les paquets Temps entre les paquets (ns)(ns)
~ 3500~ 3500 396396 132 ?132 ?
interactions/croisementinteractions/croisement 2.52.5 2.32.3 4.84.8 angle de croisement angle de croisement
((rad)rad)00 00 136136
p/p emittance p/p emittance (mm mrad)(mm mrad) 2323/13/13 2020/15/15 2020/15/15s s (TeV)(TeV) 1.81.8 1.961.96 1.961.96
L instantanéeL instantanée (10(103131cmcm-2-2ss--
11))0.160.16 8.6 (2.8)8.6 (2.8) 5252
∫∫Ldt Ldt (pb(pb-1-1/semaine)/semaine) 3.23.2 17.317.3 105105∫∫Ldt Ldt totaletotale ~ 0.13~ 0.13 ~ 2~ 2 ~ 15~ 15
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Run IIa : Run IIa : Luminosité actuelleLuminosité actuelleRun IIa : Run IIa : Luminosité actuelleLuminosité actuelle
Luminosité maximale atteinteLuminosité maximale atteinte = 3 = 3 x 10x 103131 cm cm-2-2ss-1-1
Facteur 3 manquantFacteur 3 manquant
• ∫ ∫L.dt L.dt ddélivréeélivrée ~ 65 pb~ 65 pb-1-1 (1(1erer septembre) septembre)
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Le dLe détecteur étecteur DØDØLe dLe détecteur étecteur DØDØ
• Run IRun I- excellent calorimexcellent calorimètreètre
- LAr/U, hermLAr/U, herméétique, tique, compensationcompensation
• Run II upgradeRun II upgrade- trackingtracking
- DDéétecteur de vertextecteur de vertex au siliciumau silicium
- DDéétecteur de tracestecteur de tracesà fà fibres scintillantesibres scintillantes- solsoléénoide noide
- 2 Teslas2 Teslas- Pied de gerbePied de gerbe- DDéétecteur muonstecteur muons- ÉÉlectroniquelectronique- Calibration Calo.Calibration Calo.- Syst- Systèème de dme de dééclenchementclenchement
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1/10/2002 9
Le dLe déétecteur tecteur centralcentral
Le dLe déétecteur tecteur centralcentral
• Détecteurs de trace:Détecteurs de trace:– Détecteur de vertex au siliciumDétecteur de vertex au silicium
6 barils de 4 couches6 barils de 4 couches12 disques centraux “F”12 disques centraux “F”4 disques avant “H”4 disques avant “H”
Primaires: Primaires: vertex vertex = 15-30 = 15-30 m(r-m(r-)) Second.: Second.: vertex vertex = 40 = 40 m(r-m(r-); 100 ); 100 m(r-z)m(r-z)
– Détecteur de traces à fibres scintillantesDétecteur de traces à fibres scintillantesfibres scintillantes + VLPCfibres scintillantes + VLPC8 “super couches”; |8 “super couches”; |ηη| | ≤≤ 1.7 1.7résolution position ~ 100 résolution position ~ 100 µmµm
• Preshower et ICDPreshower et ICD– Solénoide: 2 TSolénoide: 2 T– Détecteur de pied de gerbeDétecteur de pied de gerbe
résolution: 1.4 mm/e- de 10 GeVrésolution: 1.4 mm/e- de 10 GeV– Détecteur intercryostatDétecteur intercryostat
scintillateurs scintillateurs 1.1<||<1.4
1.2 m
p
p
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LeLe calorimcalorimèètretreLeLe calorimcalorimèètretre
• Échantillonnage : Échantillonnage : Argon liquideArgon liquide• Absorbeur : Absorbeur : U/Cu,Acier.U/Cu,Acier.
– compact et hermétiquecompact et hermétique||| < 4.2 (| < 4.2 ( 2 2oo))– Compensation Compensation e/e/ 1 1– Pureté argon importante Pureté argon importante
< 0.15 ppm< 0.15 ppm– Segmentation fineSegmentation fine5000 tours5000 tours x x = 0.1 x 0.1 = 0.1 x 0.1
• Résolution :Résolution :
ee: :
Had.: Had.: EE/E ~ 45% / √E/E ~ 45% / √E
Z
y
x
p
U absorbeur3, 4 or 6 mm
EMEMEMEM
FHFHFHFH
CHCHCHCH OHOHOHOH
MHMH
IHIHIHIHEMEMEMEM
L. Ar. gap 2.3 mm
2
222
2)23.0()202.0(
)004.0(EEE
E
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SystSystèème de dme de dééclenchementclenchement SystSystèème de dme de dééclenchementclenchement
• LuminositLuminosité instantanée :é instantanée : ~ x 50x 50
• Temps de croisement :Temps de croisement : 3.5 3.5 µs µs → 396 ns → 132 ns ?→ 396 ns → 132 ns ?
• Section efficace totale : Section efficace totale : ~ 45 mb~ 45 mb
• Système de déclenchement :Système de déclenchement : 3 niveaux successifs3 niveaux successifs– Niveau 1 ~ 10 kHzNiveau 1 ~ 10 kHzélectroniqueélectronique– Niveau 2 ~ 1 kHzNiveau 2 ~ 1 kHzPréprocesseursPréprocesseurs– Niveau 3 ~ 30 HzNiveau 3 ~ 30 HzInformatiqueInformatique
• Exemple EM_HIExemple EM_HIN1 : Tour de 15 GeVN1 : Tour de 15 GeVN3 : candidat e.m. N3 : candidat e.m.
pT > 15 GeV ; pT > 15 GeV ; <1.5 <1.5
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I.I. D0 et le TeVatronD0 et le TeVatron
II.II. Mesure de la pureté de Mesure de la pureté de l’argon liquide du l’argon liquide du calorimètrecalorimètre
• La cellule test de mesure de l’argonLa cellule test de mesure de l’argon (A.T.C.)(A.T.C.)Importance de la mesureImportance de la mesurePrésentation de la cellule Présentation de la cellule Cryogénie, électroniqueCryogénie, électronique
• Source Source FonctionnementFonctionnementCalibration, erreursCalibration, erreurs
• Source Source • Résultats des mesuresRésultats des mesures
Mesure du paramètre Mesure du paramètre III.III. Supersymétrie et Supersymétrie et phénoménologie en RPVphénoménologie en RPVIV.IV. Premières donnéesPremières données
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• Calorimètre DØ:Partie active : Argon liquide
(LAr)
• Gerbe électromagnétique
Ionisation de l’argon liquide Charge collectée Coups ADC puis GeV
• Pureté de l’Argon liquide
Toute molécule électronégative (O2 ) absorbe les e- et donc diminue le signal.
E=10kV/cm, gap=2mm (ATLAS LARG-NO-53)• Nécessite une pureté ~ 0.5 ppm• Mesure précise de la pollution
Pollution (ppm)Pollution (ppm)Pollution (ppm)Pollution (ppm) (
ch
arg
e c
ollecté
) /
(ch
arg
e id
éale
)(c
harg
e c
ollecté
) /
(ch
arg
e id
éale
) (
ch
arg
e c
ollecté
) /
(ch
arg
e id
éale
)(c
harg
e c
ollecté
) /
(ch
arg
e id
éale
)
Pourquoi mesurer la pureté de Pourquoi mesurer la pureté de l’argon ?l’argon ?
Pourquoi mesurer la pureté de Pourquoi mesurer la pureté de l’argon ?l’argon ?
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• ALPHAALPHA 5.5 MeV, T = 430 ans5.5 MeV, T = 430 ans
• BETABETA
3.5 MeV, T = 1 an, 3.5 MeV, T = 1 an,
40 kBq40 kBq
Am241
Ru106 Gap : d = 2.15 mm
Gap : d = 2.15 mm
Principe: 2 sources radioactives Principe: 2 sources radioactives et et
Principe: 2 sources radioactives Principe: 2 sources radioactives et et
• Électrodéposition des sources sur une électrode Électrodéposition des sources sur une électrode d’acierd’acier inoxydable.inoxydable.• Immersion dans l’Argon liquide (Immersion dans l’Argon liquide (à à ~ 90 K).~ 90 K).• Ionisation, dérive des charges par un champ Ionisation, dérive des charges par un champ électrique électrique EE ajustable. ajustable.• Distance (gap) entre les électrodes : Distance (gap) entre les électrodes : dd = 2.15 = 2.15 mmmm..• La charge collectée dépend de la pollution La charge collectée dépend de la pollution pp et et de de EE..
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 15
• Cryostat utilisé auCryostat utilisé au Run I Run I (1992-96)(1992-96)• LAr stocké pendant 5 ans dans LAr stocké pendant 5 ans dans un dewarun dewar (~ 80 000 litres)(~ 80 000 litres)• Améliorations du Run IIAméliorations du Run II
– Nouvelle source Nouvelle source – Nouvelle électronique (préAmplis, Pulsers, etc.)Nouvelle électronique (préAmplis, Pulsers, etc.)– Programme d’acquisition en LabWindows/CVIProgramme d’acquisition en LabWindows/CVI– Ajout d’un système de pollution d’OAjout d’un système de pollution d’O22 pour la calibration pour la calibration– Vérification complète du cryostatVérification complète du cryostat (détection de fuite, vannes, (détection de fuite, vannes,
etc.)etc.)• Calibration du systCalibration du systèmeème (2000)(2000)• Mesures de la pureté du dewarMesures de la pureté du dewar
– Juillet 2000 et octobre 2000 (avant le remplissage des Juillet 2000 et octobre 2000 (avant le remplissage des calorimètres)calorimètres)
• Mesures des calorimètresMesures des calorimètres– DDécembreécembre 2000 et 2000 et ddéc. 2001éc. 2001
Histoire de Histoire de l’ATCl’ATC
Histoire de Histoire de l’ATCl’ATC
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 16
DispositDispositif de if de l’ATCl’ATC
DispositDispositif de if de l’ATCl’ATC
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 17
Cables Cables signauxsignaux
Hautes Hautes tensionstensions
sourcessources
ÉÉchangeur LN2changeur LN2
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 18
Mesures avec la source Mesures avec la source Mesures avec la source Mesures avec la source
• Particule Particule : : hautement ionisante,hautement ionisante,
ÉÉnergie deposé sur ~ 20 nergie deposé sur ~ 20 mm courant courant constantconstant
• Balayage en champ E (~20 valeurs)Balayage en champ E (~20 valeurs)• Charge collectée = Charge collectée = f (E,p)f (E,p)• ~ 50 000 évts / valeur~ 50 000 évts / valeur• Signal normalisé :Signal normalisé :
piedestalpulser
piedestalsignalEQ )(
PiedestalPiedestalSignalSignal PulserPulser
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Alpha : principes de la mesureAlpha : principes de la mesureAlpha : principes de la mesureAlpha : principes de la mesure
),()()( 0 pEAbsErecombinQEQ
)1(),(),( ),(/ pEdedpEpEAbs
pEpE /),( avec la longueur d’absorptionavec la longueur d’absorption
• RecombinaisoRecombinaiso
nn
• Charge collectéeCharge collectée
• AbsorptionAbsorption
)1ln(1
)(
Erecombin )1( bEecEa
((a,b,ca,b,c = constantes) = constantes)
avecavec
Paramètre (trapping constant):
= 0.142 0.014 cm2.kV-1.ppm
1/10/2002Alpha: absorptionAlpha: absorptionAlpha: absorptionAlpha: absorption
Expression théorique Expression théorique de l’absorptionde l’absorption
Expression théorique Expression théorique de l’absorptionde l’absorption
E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)
p (ppm)p (ppm)p (ppm)p (ppm)
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
p (ppm)p (ppm) E (k
V/cm
)
E (kV/c
m)
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Absorption: exempleAbsorption: exempleAbsorption: exempleAbsorption: exemple
E (kV/cm)
Abs
orpt
ionFit de Fit de Abs(E,p)Abs(E,p) vs vs EE
(argon du dewar):(argon du dewar):– Noir : fit = 0.37 ppmNoir : fit = 0.37 ppm– bleu : fit - 0.1 ppmbleu : fit - 0.1 ppm– rouge: fit + 0.1ppmrouge: fit + 0.1ppm
E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)
Ab
sorp
tio
Ab
sorp
tio
nnA
bsorp
tio
Ab
sorp
tio
nn
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 22
Alpha : estimation des erreursAlpha : estimation des erreursAlpha : estimation des erreursAlpha : estimation des erreurs• Erreurs statistiques :Erreurs statistiques :
– Stat. et ajustement ~ Stat. et ajustement ~ 0.07 ppm 0.07 ppm
• Erreurs systématiques :Erreurs systématiques :– Haute tension ~ 2 %Haute tension ~ 2 %– Gap entre les electrodes : Gap entre les electrodes : dd = 2.15 = 2.15 0.05 0.05 mmmm– Erreurs sur les paramètres: Erreurs sur les paramètres:
a = 474 a = 474 1.4 kV/cm 1.4 kV/cmb = 0.143 b = 0.143 0.006 cm/kV 0.006 cm/kVc = 0.403 c = 0.403 0.010 0.010
– Trapping constant Trapping constant = 0.142 = 0.142 0.014 0.014
• Autres systématiques :Autres systématiques :– ÉÉlectronique et non linearités des préamp.lectronique et non linearités des préamp.– Effets de la temperature, etc.Effets de la temperature, etc.
Calibration nécessaireCalibration nécessaire
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• CalibrationCalibration- - pollution connue en Opollution connue en O22
• Erreurs sur la Erreurs sur la pollutionpollution- Volume d’argon - Volume d’argon
liquide :liquide :
8-10 litres 8-10 litres 5 % 5 %- Volume d’O- Volume d’O22 : :
8.3 8.3 0.1 cm 0.1 cm33
- Pression d’O- Pression d’O22 :: 15 15 0.5 P.S.I. 0.5 P.S.I.
Calibration Calibration (2)(2)Calibration Calibration (2)(2)
Measured / nominal
E (kV/cm)E (kV/cm)
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
Erreur sur la pollution Erreur sur la pollution nominale ~ 10 %nominale ~ 10 %
Erreur sur la pollution Erreur sur la pollution nominale ~ 10 %nominale ~ 10 %
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ÉÉchantillchantillonargononargon
Pollution Pollution nominale nominale
Pollution Pollution MeasuréMeasuréee
Bouteille Bouteille 11
0.1 0.1 0.07 0.07 0.04 0.04 0.12 0.12
Bouteille Bouteille 22
0.1 0.1 0.07 0.07 0.05 0.05 0.12 0.12
Bouteille Bouteille 33
0.1 0.1 0.07 0.07 0.06 0.06 0.12 0.12
Bouteille Bouteille 44
0.1 0.1 0.07 0.07 0.11 0.11 0.12 0.12
Bouteille Bouteille 55
0.1 0.1 0.07 0.07 0.12 0.12 0.12 0.12
PolluéPollué 0.40 0.40 0.11 0.11 0.43 0.43 0.12 0.12
PolluéPollué 0.50 0.50 0.12 0.12 0.45 0.45 0.12 0.12
PolluéPollué 0.52 0.52 0.12 0.12 0.49 0.49 0.12 0.12
PolluéPollué 0.63 0.63 0.16 0.16 0.58 0.58 0.13 0.13
PolluéPollué 0.69 0.69 0.15 0.15 0.77 0.77 0.13 0.13
PolluéPollué 0.90 0.90 0.20 0.20 0.40 0.40 0.13 0.13
PolluéPollué 0.97 0.97 0.14 0.14 1.01 1.01 0.14 0.14
PolluéPollué 1.05 1.05 0.18 0.18 1.21 1.21 0.15 0.15
PolluéPollué 1.30 1.30 0.25 0.25 1.34 1.34 0.16 0.16
PolluéPollué 3.50 3.50 0.39 0.39 3.84 3.84 0.23 0.23
PolluéPollué 4.00 4.00 0.44 0.44 4.04 4.04 0.30 0.30
PolluéPollué 5.00 5.00 0.55 0.55 5.075.07 0.35 0.35
: résultats de la : résultats de la calibrationcalibration
: résultats de la : résultats de la calibrationcalibration
Nom
inale
(p
pm
)N
om
inale
(p
pm
)
Mesuré (ppm)Mesuré (ppm)
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Nominal Pollution Nominal Pollution (ppm)(ppm)
mesure du paramètre mesure du paramètre (trapping (trapping constant)constant)
mesure du paramètre mesure du paramètre (trapping (trapping constant)constant)
• relie:la longueur d’absorption , le champ E, la pollution p:
• principale source d’erreur pour les mesures absolues.• Valeur expérimentale:
•Nos mesures:
pEpE /),(
= 0.141 = 0.141 0.011 cm 0.011 cm22.ppm/kV.ppm/kV = 0.141 = 0.141 0.011 cm 0.011 cm22.ppm/kV.ppm/kV
Para
mètr
e
Para
mètr
e
= 0.142 = 0.142 0.014 cm 0.014 cm22.ppm/kV.ppm/kV = 0.142 = 0.142 0.014 cm 0.014 cm22.ppm/kV.ppm/kV
(Andrieux et al. NIM A 427, 568 -1999)(Andrieux et al. NIM A 427, 568 -1999)
= 0.138 = 0.138 0.019 cm 0.019 cm22.ppm/kV.ppm/kV = 0.138 = 0.138 0.019 cm 0.019 cm22.ppm/kV.ppm/kV
moyennemoyennemoyennemoyenne
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• CaractéristiquesCaractéristiques– spectre continuspectre continu– particule peu ionisanteparticule peu ionisante
• La trace traverse le gapLa trace traverse le gap– 22ee gap utilisé pour un gap utilisé pour un
déclenchement en déclenchement en coincidence coincidence diminue le diminue le bruitbruit
• Pas d’expression théoriquePas d’expression théorique– Ajustement empiriqueAjustement empirique
Source Source Source Source
)(2)(),( EbeEgEcdapedestalpulser
pedestalpESignal
avec avec a, b, c, d, ga, b, c, d, g paramparamètres du fitètres du fit..
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: param: paramètres vs pollutionètres vs pollution: param: paramètres vs pollutionètres vs pollution
BdApol A et B donnés A et B donnés
par la par la calibrationcalibration.
A et B donnés A et B donnés par la par la
calibrationcalibration.
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Pollution (ppm)Pollution (ppm)Err
eu
r su
r la
mesu
re (
pp
m)
Err
eu
r su
r la
mesu
re (
pp
m)
Sensibilité des 2 sourcesSensibilité des 2 sourcesSensibilité des 2 sourcesSensibilité des 2 sources
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 29
: exemple d’une mesure du N.E.C. : exemple d’une mesure du N.E.C. : exemple d’une mesure du N.E.C. : exemple d’une mesure du N.E.C.
N.E.C.N.E.C.N.E.C.N.E.C.
E (kV/cm)E (kV/cm)
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
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Récapitulatif des mesuresRécapitulatif des mesuresRécapitulatif des mesuresRécapitulatif des mesures
Mesures compatibles et Mesures compatibles et stablesstables
ÉchantillonÉchantillon ALPHAALPHA BETABETA DateDate
DewarDewar 0.340.340.10.155
-- Juil. 2000Juil. 2000
DewarDewar 0.330.330.10.155
-- Oct. 2000Oct. 2000
C.C.C.C. 0.490.490.10.155
0.380.380.110.11 Déc. 2000Déc. 2000
N.E.C.N.E.C. 0.160.160.10.155
0.210.210.100.10 Déc. 2000Déc. 2000
C.C.C.C. 0.070.070.10.122
0.100.100.090.09 Déc. 2001Déc. 2001
N.E.C.N.E.C. 0.110.110.10.122
0.090.090.090.09 Déc. 2001Déc. 2001
S.E.C.S.E.C. 0.170.170.10.122
0.140.140.100.10 Déc. 2001Déc. 2001
(ppm)(ppm)(ppm)(ppm)
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 31
Pureté Argon liquide: Pureté Argon liquide: conclusionconclusion
Pureté Argon liquide: Pureté Argon liquide: conclusionconclusion
• Erreurs sur les mesures :Erreurs sur les mesures : Mesures absolues et estimation des Mesures absolues et estimation des
erreurs.erreurs. IInférieures nférieures à à 0.15 ppm 0.15 ppm• Stabilité des mesures sur 1 anStabilité des mesures sur 1 an.. Pureté excellente pour les 3 calorimètres Pureté excellente pour les 3 calorimètres
< 0.5 ppm< 0.5 ppm Réponse du calorimètre non déteriorée Réponse du calorimètre non déteriorée
par les impuretéspar les impuretés Permet d’étalonner les cellules internes Permet d’étalonner les cellules internes
du calorimètre du calorimètre (3 x 4 sources (3 x 4 sources ))
• Mesure du paramètre Mesure du paramètre (trapping (trapping constant)constant)
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 32
I.I. D0 et le TeVatronD0 et le TeVatronII.II. Pureté de l’argonPureté de l’argon
III.III.Supersymétrie et Supersymétrie et phénoménologie en RPVphénoménologie en RPV
• Pourquoi la supersymétrie ?Pourquoi la supersymétrie ?• Supergravité Supergravité • R-parité R-parité
Définition, couplages Définition, couplages , , ’ et ’ et ’’’’Conséquences Conséquences
• Générateurs pour la SusyGénérateurs pour la Susy• TopologiesTopologies• Spectres de masse et sections efficacesSpectres de masse et sections efficaces
Processus dominants, rapports de Processus dominants, rapports de branchementsbranchements
• Simulation rapide et courbes Simulation rapide et courbes d’exclusiond’exclusion
IV.IV. Premières donnéesPremières données
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 33
Pourquoi la Supersymétrie ?Pourquoi la Supersymétrie ?Pourquoi la Supersymétrie ?Pourquoi la Supersymétrie ?
• Larges succès du Modèle StandardLarges succès du Modèle Standard
• Insuffisances du S.M.Insuffisances du S.M.– nombreux paramètres libres nombreux paramètres libres (3 couplages, 4 (3 couplages, 4 CKM, 9 masses, 2 secteur Higgs)CKM, 9 masses, 2 secteur Higgs)– Nombre de famille de fermionsNombre de famille de fermions– Hiérarchie entre les masses des fermionsHiérarchie entre les masses des fermions– Brisure symétrie électrofaibleBrisure symétrie électrofaible– Quid de la Gravitation ?Quid de la Gravitation ?
• Corrections radiatives Corrections radiatives à la masse du Higgs : à la masse du Higgs :
– Problèmes de hiérarchieProblèmes de hiérarchie
• Convergence des constantes de couplageConvergence des constantes de couplage
S.M. = Théorie effective S.M. = Théorie effective àà basse énergie basse énergie d’une théorie plus fondamentale.d’une théorie plus fondamentale.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 34
SUSY: une symétrie fermion-SUSY: une symétrie fermion-bosonboson
SUSY: une symétrie fermion-SUSY: une symétrie fermion-bosonboson
• Particule Standard Particule Standard partenaire SUSY partenaire SUSY– mmêmes nombres quantiquesêmes nombres quantiques– spin différent de ½spin différent de ½– MMêmes masses … êmes masses … maismais– ExpérimentalementExpérimentalement aucune particule SUSY aucune particule SUSY
détectée détectée
La SUSY est une symétrie briséeLa SUSY est une symétrie brisée..• Modèle Standard Supersymétrique Modèle Standard Supersymétrique
MinimalMinimal- Modèle le plus général- Modèle le plus général
- > 100 paramètres- > 100 paramètres
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 35
ModModèle mSUGRAèle mSUGRAModModèle mSUGRAèle mSUGRA
ModModèles plus restrictifs èles plus restrictifs Supergravité Supergravité (mSUGRA) =(mSUGRA) = Susy Susy localelocale + gravitation. + gravitation.
5 5 paramètres:paramètres:• mm00 : : masse commune des masse commune des sfermionssfermions à l’échelle GUTà l’échelle GUT• mm1/21/2 : : masse commune des masse commune des jauginosjauginos à l’échelle GUTà l’échelle GUT• tan tan : : rapport des valeurs moyennes dans le vide rapport des valeurs moyennes dans le vide
des 2 doublets de Higgsdes 2 doublets de Higgs• Sign Sign : : signe du paramsigne du paramètre de mélange des ètre de mélange des
HiggsinosHiggsinos• AA00 : : couplage trilinéaire commun couplage trilinéaire commun à l’échelle GUTà l’échelle GUT
• Équations du Groupe de Renormalisation Équations du Groupe de Renormalisation masses des particules SUSY.masses des particules SUSY.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 36
Supersymétrie : NomenclatureSupersymétrie : NomenclatureSupersymétrie : NomenclatureSupersymétrie : Nomenclature
• Symbole Symbole • Fermion Fermion s-fermion s-fermion / / Boson Boson suffixe-inosuffixe-ino• 2 doublets de Higgs nécessaires2 doublets de Higgs nécessaires• Mélange des jauginosMélange des jauginos• Particule SUSY la plus légère (Particule SUSY la plus légère (LSPLSP) souvent ) souvent
p~
01
~
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 37
• Potentiel SUSY : Potentiel SUSY :
L,Q,D,E = supermultiplets L,Q,D,E = supermultiplets (particule standard + (particule standard + superpartenaire)superpartenaire)
i,j,k = 1,2,3i,j,k = 1,2,3 (indices sur les familles)(indices sur les familles) 9 + 27 + 9 = 45 nouveaux couplages de Yukawa9 + 27 + 9 = 45 nouveaux couplages de Yukawa nombres Leptoniques (nombres Leptoniques ( and and ’) ou Baryoniques (’) ou Baryoniques (’’) ’’)
non conservésnon conservés définition R-parité : nombredéfinition R-parité : nombre quantiquequantique discret multiplicatifdiscret multiplicatif
B= Baryon nb, L=nb Lepton, S=spinB= Baryon nb, L=nb Lepton, S=spin
RRpp= +1 = +1 particule SM particule SM
RRpp= -1 = -1 particule SUSY particule SUSY
R-p conservé R-p conservé W Wrpvrpv nul nul
RPV non exclu théoriquementRPV non exclu théoriquement
R-parité R-parité R-parité R-parité
WWW RpVMSSMSUSY
kjikjikjiijkRpV DDUDQLELLW ijkijk
''' avecavec
RRpp = (-1) = (-1)3B+2S+L3B+2S+L
c~e
s
122'
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 38
R-parité conservée/violée : R-parité conservée/violée : conséquencesconséquences
R-parité conservée/violée : R-parité conservée/violée : conséquencesconséquences
• R-p conservée:R-p conservée:- LSP stable et candidat à la matière sombre LSP stable et candidat à la matière sombre - Particules susy produites par pairesParticules susy produites par paires
• R-p non conservée:R-p non conservée: violation des nombres B ou L violation des nombres B ou L
• Désintégration de la LSPDésintégration de la LSP- À l’intérieur du détecteur À l’intérieur du détecteur (avec ou sans vertex déplacé)(avec ou sans vertex déplacé)- En dehors du détecteur En dehors du détecteur (~ analyses Rp conservé)(~ analyses Rp conservé)
• Signature Susy différenteSignature Susy différente– Peu EtPeu Etmissmiss
– Plus de leptons Plus de leptons (( or or ’)’) et de jets et de jets ((’ or ’ or ’’)’’)
• production simpleproduction simple- via via ’ or ’ or ’’ @ TeVatron’’ @ TeVatron- section efficace section efficace ( (’’ijkijk))22
llgggqqqpp jijiji
~~,~~,~~,~~,~~,~~,~~ 000
q g
q_
q~
q~
_(+1)
(+1)
(-1)
(-1)
(+1)
kd
ju
il~
~
i'ijk
(+1)
(+1)
(-1)
01
~e~
e
c
s'122
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 39
couplage couplage ’’122122couplage couplage ’’122122
• 1 scalaire1 scalaire
et 2 fermionset 2 fermions
Désintégration LSPDésintégration LSP01
~e~
e
c
s
'122
122'
ev~
s
sc~
e
ss~
e
s
e~c
ss~
e
ss~
e
c
01
~~
s
s
'122OUOU
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 40
Susygen: collisionneurs Susygen: collisionneurs hadroniqueshadroniques
Susygen: collisionneurs Susygen: collisionneurs hadroniqueshadroniques
• Nouvelle version ppbarNouvelle version ppbar– 11erer générateur ppbar à inclure la RPV générateur ppbar à inclure la RPV
Désintégrations directes et indirectesDésintégrations directes et indirectes
Productions résonantesProductions résonantes – Sections efficacesSections efficaces
Pour chaque type de processusPour chaque type de processus– RGE: RGE: prog. prog. SuspectSuspect..– Modèles:Modèles: SUGRA, MSSM, GMSBSUGRA, MSSM, GMSB– Options:Options:Mélanges des sfermions, phases, dim.supp.Mélanges des sfermions, phases, dim.supp.– IInterface avec l’environnement D0nterface avec l’environnement D0
• Tests/comparaisons Susygen/IsajetTests/comparaisons Susygen/Isajet– RGE et spectres de massesRGE et spectres de masses– Sections efficacesSections efficaces– Rapports de branchementsRapports de branchements– Utilisation en simulation rapideUtilisation en simulation rapide
Spectres de Spectres de massemasse
des jauginosdes jauginos
Spectres de Spectres de massemasse
des jauginosdes jauginos
mm00 = 300 = 300 GeVGeVtan tan = 5 = 5 < 0< 0AA00 = 0 = 0
Chargino 2 etChargino 2 etNeutralino 3 :Neutralino 3 :Désaccord de Désaccord de ~20%~20%Pour mPour m1/21/2 >400 >400 GeVGeV
Susygen Susygen (rouge)(rouge)Isajet Isajet (bleu)(bleu)
1/10/2002 42
• SUGRASUGRA
Production de pairesProduction de paires Charginos/Neutralinos Charginos/Neutralinos
dominantedominante
Production de pairesProduction de paires Charginos/Neutralinos Charginos/Neutralinos
dominantedominante
AA00 = 0 = 0mm00 = 100 = 100tan tan = 5 = 5 < 0< 0
mm1/21/2
Secti
on
s e
fficaces (
pb
)S
ecti
on
s e
fficaces (
pb
)
±±00
squarkssquarks
±±±±
0000
Section efficace de production de paires Section efficace de production de paires en fonction de men fonction de m1/21/2
Section efficace de production de paires Section efficace de production de paires en fonction de men fonction de m1/21/2
1/10/2002 43
• mSUGRAmSUGRA
AA00 = 0 = 0mm00 = 300 = 300tan tan = 5, 15 = 5, 15 < 0 ou > 0< 0 ou > 0
mm1/21/2
Paires dominantes Paires dominantes Charginos/Neutralinos Charginos/Neutralinos dans une large zone dans une large zone
de l’espacede l’espacedes paramètresdes paramètres
Section efficace de production de paires en Section efficace de production de paires en fonction de mfonction de m1/21/2
Section efficace de production de paires en Section efficace de production de paires en fonction de mfonction de m1/21/2
tan tan = 5; = 5; < 0 < 0 tan tan = 15; = 15; < 0 < 0
tan tan = 15; = 15; > 0 > 0tan tan = 5; = 5; > 0 > 0
Secti
on
s e
fficaces (
pb
)S
ecti
on
s e
fficaces (
pb
)
squarks squarks Masse et section efficaceMasse et section efficace
squarks squarks Masse et section efficaceMasse et section efficace
tan tan = = 55 < 0< 0AA00 = 0 = 0
Section efficaceSection efficaceSquark-squark +Squark-squark +Squark-antisquarkSquark-antisquark
• Section efficace paires de squarks et/ou gluinosSection efficace paires de squarks et/ou gluinosDépend uniquement de leur masse.Dépend uniquement de leur masse.
Squarks dominantsSquarks dominants
Contraintes LEPContraintes LEPContraintes LEPContraintes LEP
tan tan = 5 ; = 5 ; < 0 ; A < 0 ; A00 = 0 = 0
(mh-max scenario)(mh-max scenario)
RPCRPC: Higgs h : Higgs h mmhh > 91 GeV > 91 GeV
• Limites LEP en RPV Limites LEP en RPV ’’122122
– Chargino 1 : Chargino 1 : mm > 103 GeV > 103 GeV– Sélectron R : Sélectron R : m > 93 GeVm > 93 GeV– Neutralino 1 : Neutralino 1 : mm00 >~ 40 GeV >~ 40 GeV
mm1
/2
1/2
(G
eV
)(G
eV
)
mm00 (GeV) (GeV)
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 46
• Modèle mSUGRAModèle mSUGRA (m(m00 ; m ; m1/21/2 ; A ; A00 ; sign ; sign ; tan ; tan ); ); • LSPLSP• Particules susy produites par paires Particules susy produites par paires Tous les types de paires produitsTous les types de paires produitsCascades de désintégrations: 2 LSPCascades de désintégrations: 2 LSP• Couplage dominant Couplage dominant ’’122122
• Désintégration de la LSP dans le détecteurDésintégration de la LSP dans le détecteur ’’1jk1jk >~ 10 >~ 10-3-3
LSP LSP 1 e + 2 jets 1 e + 2 jets• LSP particule de MajoranaLSP particule de Majorana
– 2 électrons m2 électrons mêême signe (L.S.) possibleme signe (L.S.) possible
Production de paires + RPV: canal di-Production de paires + RPV: canal di-electronelectron
Production de paires + RPV: canal di-Production de paires + RPV: canal di-electronelectron
État final : 2 L.S. électrons + 4 jetsÉtat final : 2 L.S. électrons + 4 jets
01
~
01
~e~
e
c
s'122
Bruit de fond standard très basBruit de fond standard très bas
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 47
122122’ : Désintégrations directes et ’ : Désintégrations directes et indirectesindirectes
122122’ : Désintégrations directes et ’ : Désintégrations directes et indirectesindirectes
• Exemple: désintégration directe du Neutralino 2 en RPVExemple: désintégration directe du Neutralino 2 en RPV
Désintégrations RPV des sparticules autres que la LSP Désintégrations RPV des sparticules autres que la LSP négligeablesnégligeables
>0
<0
couplagecouplage couplagecouplage
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t R
PV
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t R
PV
Br <3%Br <3%
Limite Limite de de 122122’’
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t R
PV
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t R
PV
Limite Limite de de 122122’’
122122’ : valeur minimale’ : valeur minimale122122’ : valeur minimale’ : valeur minimale
• Couplage Couplage ’ faible ’ faible distance de vol de la LSP non distance de vol de la LSP non négligeablenégligeable
Valeur minimale accessibleValeur minimale accessible
du couplage du couplage 122122’’ pour pour
une distance de vol de 1 cmune distance de vol de 1 cm
• Limite sur le couplageLimite sur le couplage ’’122122
• Jusqu’à mJusqu’à m00 < 500 GeV < 500 GeV
: vol < 1 cm.: vol < 1 cm.• Large région accessible jusqu’à Large région accessible jusqu’à
• Production simple:Production simple:
tan tan = 5 = 5 < 0< 0AA00 = 0 = 0
’’122122 < 0.04 < 0.04
’’122122 >~ 5.10 >~ 5.10--
44
’’122122 >~ 5.10 >~ 5.10--
33
Lignes de niveau de Lignes de niveau de 122122’’
pour une distance de pour une distance de vol de 1 cmvol de 1 cm
’’122122 >~ 10 >~ 10-2-2
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 49
Rapport de branchement LSPRapport de branchement LSP→→ee±±
+2jets+2jetsRapport de branchement LSPRapport de branchement LSP→→ee±±
+2jets+2jets
• Désintégration LSP eDésintégration LSP e±± ouou + 2 jets + 2 jets
>0
<0
0 0 “bino-like” pour “bino-like” pour < 0 < 00 0 “wino-like” pour “wino-like” pour > 0 > 0
< 0 < 0 → → Br(ejj) ~ 50%Br(ejj) ~ 50% > 0 > 0 → → Br(ejj) ~ 10%Br(ejj) ~ 10%
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t e
Rap
port
de b
ran
ch
em
en
t e
±± +
2 jets
+ 2
jets
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 50
En résumé…En résumé…En résumé…En résumé…
• Production de Production de ±±00 dominante dominante• mm1/21/2 paramètre le plus significatif paramètre le plus significatif• Production de squarks favorisée à Production de squarks favorisée à
petit mpetit m00 (< 100 GeV), petit tan (< 100 GeV), petit tan (<5) et (<5) et < 0 < 0
• Production de sleptons négligeableProduction de sleptons négligeableSauf à grand mSauf à grand m1/21/2 et petit m et petit m00
• Section efficace totale supérieure pour Section efficace totale supérieure pour >0 par rapport à >0 par rapport à <0 <0
• Cas Cas >0 très défavorable: >0 très défavorable: Br(LSPBr(LSPjj) dominant jj) dominant
• Désintégrations directes en RPV Désintégrations directes en RPV négligeablesnégligeables
• Couplage Couplage ’’122122 : sensibilité jusqu’à ~10 : sensibilité jusqu’à ~10-4-4
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 51
Étude en simulation rapideÉtude en simulation rapideÉtude en simulation rapideÉtude en simulation rapide
• P.G.S. P.G.S. simulation rapide paramétrisant D0simulation rapide paramétrisant D0
• Balayage dans l’espace des paramètresBalayage dans l’espace des paramètres– 1000 évts/point1000 évts/point
• Bruit de fond: Bruit de fond: Drell-Yan, ttbar,Drell-Yan, ttbar,
ZZ++--ee++ee- - + jets, ZZ,WZ,WW, + jets, ZZ,WZ,WW,
• Coupures: Coupures: – pTpTel1el1 15 ; pT 15 ; pTel2el2 10 GeV ; | 10 GeV ; |elel|<1.1 ; |<1.1 ; – Mee Mee 76-106 GeV 76-106 GeV
– pTjet pTjet 20 GeV; | 20 GeV; |jetjet|<2.5 ;|<2.5 ;RR(jet-el) (jet-el) > 0.7> 0.7
m0 : m0 : 50 50 à 550, pas de 50 GeVà 550, pas de 50 GeVm1/2 : m1/2 : 80 80 à 300, pas de 10 GeVà 300, pas de 10 GeVtan tan : : 5, 105, 10Sign Sign : : <0 et >0<0 et >0A0 : A0 : 00
R = √(R = √(22 + + 22))
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 52
Contours d’exclusions attendusContours d’exclusions attendusContours d’exclusions attendusContours d’exclusions attendus
• Limites à 90% c.l.Limites à 90% c.l.
• CasCas
• Bas mBas m00: : contribution squarkscontribution squarks
• Pour 2 fbPour 2 fb-1-1::mmsquarksquark >~ 700 GeV >~ 700 GeV
mmneutralino 1 neutralino 1 >~ 95 GeV>~ 95 GeV
mm1
/2
1/2
(G
eV
)(G
eV
)
mm0 0 (GeV)(GeV)
tan tan = 5 = 5 < 0< 0AA00 = 0 = 0
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 53
I.I. D0 et le TeVatronD0 et le TeVatronII.II. Pureté de l’argonPureté de l’argonIII.III. Supersymétrie et phénoménologie en RPVSupersymétrie et phénoménologie en RPV
IV.IV.Analyse des premières Analyse des premières donnéesdonnées
• Luminosité et déclenchementLuminosité et déclenchement• Identification des électrons et des Identification des électrons et des
jetsjets• CoupuresCoupures• Bruit de fondBruit de fond
e-fake, identification de la chargee-fake, identification de la chargeCalibration, erreursCalibration, erreurs
• Quelques événements significatifsQuelques événements significatifs
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 54
Luminosité et déclenchementLuminosité et déclenchementLuminosité et déclenchementLuminosité et déclenchement
• Données duDonnées du 02/2002 02/2002 → → 06/200206/2002• Luminosité intégrée : 9.7 pbLuminosité intégrée : 9.7 pb-1 -1 (~10% (~10%
Run I)Run I) • Trigger EM_HI:Trigger EM_HI:
– un candidat e.m. de grand pTun candidat e.m. de grand pTdans la région |dans la région || < 0.8| < 0.8– Non prescalé. Non prescalé. – EM_HI EM_HI 8.8 pb 8.8 pb-1-1 – Évaluation de l’efficacitéÉvaluation de l’efficacitéà partir des données à partir des données application au M.C.application au M.C.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 55
Identification de l’électronIdentification de l’électronIdentification de l’électronIdentification de l’électron
• Critères de sélectionCritères de sélection– ffEMEM = EM/E > 0.90 = EM/E > 0.90
22(HMx8)(HMx8) < 20 < 20 (EM(EM1,2,3,41,2,3,4, , , , , z, zvertexvertex, log E), log E)
– Isolation: Isolation: EEtottot R =0.4 ; R =0.4 ; EEcorecore R =0.2R =0.2
ffisoiso = (E = (Etottot - E - Ecorecore)/ E)/ Ecorecore < 0.15 < 0.15
– Coupure fiducielle: Coupure fiducielle: ||elel|<1.1 OU ||<1.1 OU |elel|>1.5|>1.5
R = √(R = √(22 + + 22))
22(HMx8)(HMx8) des candidats electrons des candidats electronsFraction e.m. des candidats electronsFraction e.m. des candidats electrons
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 56
JetsJetsJetsJets
• Critères de sélection. Critères de sélection. (Cone 0.7(Cone 0.7))
– Fraction e.m.: Fraction e.m.: 0.05 < EM0.05 < EMfracfrac <0.95 <0.95
– Fraction dans le « Coarse hadronique » : Fraction dans le « Coarse hadronique » : CHCHfracfrac <0.4<0.4
– Conditions sur les cellules chaudesConditions sur les cellules chaudes
– ||jetjet|<2.6 ; |<2.6 ;
RR(jet-el) (jet-el) > 0.7> 0.7
Fraction e.m. des candidats jetsFraction e.m. des candidats jets
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 57
CoupuresCoupuresCoupuresCoupures
• Sélection des eSélection des e et des jetset des jets– EM_HI déclenché EM_HI déclenché – pTpTel1el1 15 ; pT 15 ; pTel2el2 10 GeV 10 GeV – pTpTjetjet 20 GeV; | 20 GeV; |jetjet|<2.5 ; |<2.5 ; RR(jet-jet) (jet-jet) > 0.7> 0.7
RR(jet-el) (jet-el) > 0.7> 0.7
– |Z|Zvertexvertex| < 25 cm | < 25 cm
• Coupures examinéesCoupures examinées– Trace associée au candidat eTrace associée au candidat e
– Signe de la charge des électrons Signe de la charge des électrons O.S.: +-, -+ O.S.: +-, -+ L.S.: ++, --L.S.: ++, --
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 58
Bruit de fond standardBruit de fond standardBruit de fond standardBruit de fond standard
• Simulation complèteSimulation complète
• Processus inclusifsProcessus inclusifs
(+jets)(+jets)
• Luminosité M.C.Luminosité M.C.
> data> data
(pb) error (pb) N events L (pb-1)
Zee
Minv 2-60 569 29 11000 19.3
Minv 60-130 184 9 15000 81.5
Minv 130-250 1.36 0.07 13000 9.56 k
Minv 250-500 0.115 0.006 22000 191 k
Minv 500+ 0.0046 0.0005 5500 1195 kZ
Minv 2-60 569 29 10000 17.6
Minv 60-130 184 9 15000 81.5
Minv 130-250 1.36 0.07 10000 7.35 k
Minv 250-500 0.115 0.006 10000 87 k
Minv 500+ 0.0046 0.0005 5000 1087 k
WZ 2.42 1 20250 8.4 k
WW 8.04 3 37750 4.7 k
ZZ 1.07 0.5 21250 19.8 kZ 36.5 7.5 9750 267W 44.8 9 10000 223
We 1920 170 20000 10.4
t-t dielectrons 0.6133 0.16 1000 1.63 k
p10.11
p10.15
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 59
Fond instrumental: Jets + e + faux Fond instrumental: Jets + e + faux ee
Fond instrumental: Jets + e + faux Fond instrumental: Jets + e + faux ee
• Faux électron:Faux électron: 00 associé à une trace, associé à une trace, de basse f.e.m., etc.de basse f.e.m., etc.
• Évaluation à partir des données Évaluation à partir des données multi-jetsmulti-jets
– Sélection par trigger Jet Sélection par trigger Jet + veto trigger e.m.+ veto trigger e.m.– Rapport bin à bin Rapport bin à bin nb enb e reconstruit / nb jets reconstruit / nb jets en fonction du pTen fonction du pT
• Application aux évts Application aux évts e + jetse + jets – e + faux e + jetse + faux e + jets
0.94 événements attendus pour 8.8 pb0.94 événements attendus pour 8.8 pb-1-1
C.C. : p = (1.5 C.C. : p = (1.5 0.2) x 10 0.2) x 10-4-4
E.C. : p = (1.4 E.C. : p = (1.4 0.7) x 10 0.7) x 10-4-4
Nb
d’é
vts
Nb
d’é
vts
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 60
Erreur sur la détermination de la Erreur sur la détermination de la chargecharge
Erreur sur la détermination de la Erreur sur la détermination de la chargecharge
• Sélection de 2 électronsSélection de 2 électrons dans le pic du Zdans le pic du Z– pTe1 > 15 GeVpTe1 > 15 GeV– pTe2 > 10 GeVpTe2 > 10 GeV– 2 traces associées2 traces associées– 86 < Mee < 9886 < Mee < 98
• L’erreur dépend du pTL’erreur dépend du pT
Sélection signe opposé même signe totaldans pic Z 67 6 73hors pic Z 62 2 64
Taux d’erreur ~ 4 %Taux d’erreur ~ 4 %Taux d’erreur ~ 4 %Taux d’erreur ~ 4 %
)1)(1.(
)1(.2.
..
..
ppNN
ppNN
totalSO
totalSL
Masse invariante Masse invariante Sert à évaluer le B.d.F.Sert à évaluer le B.d.F.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 61
Sélection avec 2 traces Sélection avec 2 traces associéesassociées
Sélection avec 2 traces Sélection avec 2 traces associéesassociées
• B.d.F. Monte-carlo B.d.F. Monte-carlo 157 157 21 evts 21 evts..• DATA : DATA : 145 evts.145 evts.
Erreur sur Luminosité, efficacités IDs, résolutionErreur sur Luminosité, efficacités IDs, résolutionMultiplicité en jets : efficacités jets, M.C. Multiplicité en jets : efficacités jets, M.C.
Data (noir)Data (noir)
B.d.F.B.d.F.
Nombre de jetsNombre de jetsMasse invariante eeMasse invariante ee
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 62
B.d.F.B.d.F.Data (noir)Data (noir)
EM frac.EM frac.
pT el 2pT el 2
isolationisolation
pT el 1pT el 1
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 63
B.d.F.B.d.F.Data (noir)Data (noir)
22 Hmx8 Hmx8ET / pTET / pT
Sélection avec 2 traces Sélection avec 2 traces associéesassociées
Sélection avec 2 traces Sélection avec 2 traces associéesassociées
Accord DATA – M.C. à améliorerAccord DATA – M.C. à améliorer
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 64
Événements sélectionnésÉvénements sélectionnésÉvénements sélectionnésÉvénements sélectionnés
• Sélection 2 traces associéesSélection 2 traces associées
• Sélection avec 2 eSélection avec 2 e de mde même signeême signe
2 traces associées total 0 jet 1 jet 2 jets 3 jets 4 + jetsDonnées 145 127 16 2 0 0S.M. Monte-Carlo 156 ± 20.7 125.4 ± 19.6 26.0 ± 4.3 3.8 ± 0.7 0.6 ± 0.4 0.012 ± 0.01e-fake 0.94 ± 0.3 0.04 ± 0.02 0.61 ± 0.2 0.2 ± 0.1 0.06 ± 0.02 0.03 ± 0.01Total B.d.F. 157 125.7 26.6 4.0 0.66 0.013
Erreur : section efficace + statistique + luminosité (15%)
10 événements avec leptons de m10 événements avec leptons de mêême signe.me signe.
2 traces associées total 0 jet 1 jet 2 jets 3 jets 4 + jetsDonnées 10 8 1 1 0 0S.M. Monte-Carlo 0.17 ± 0.16 0.16 ± 0.15 0.005 0.005 0 0e-fake 0.47 ± 0.15 0.02 ± 0.01 0.3 ± 0.1 0.1 ± 0.05 0.03 ± 0.01 0.02 ± 0.01wrong sign 12.0 ± 3.4 9.6 ± 3.2 2.0 ± 1.2 0.3 ± 0.2 0.05 ± 0.05 0.001 ± 0.001Total B.d.F. 12.6 ± 3.4 9.8 ± 3.2 2.3 ± 1.2 0.4 ± 0.2 0.08 ± 0.1 0.02 ± 0.01
Bon accord relatif ; e-fake Bon accord relatif ; e-fake
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 65
Data (noir)Data (noir)
Et (calo) / pT (trace)Et (calo) / pT (trace)Masse invariante MeeMasse invariante Mee
Coupure « mCoupure « mêême signe »me signe »Coupure « mCoupure « mêême signe »me signe »
8 evts / 10 proches du pic du Z8 evts / 10 proches du pic du Z
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 66
2 électrons de m2 électrons de même signe de plus grand ême signe de plus grand pTpT
2 électrons de m2 électrons de même signe de plus grand ême signe de plus grand pTpT
e1e1 e2e2 0 jets0 jets
ppTT(cal) = 83.8(cal) = 83.8
ppTT(CFT) = (CFT) = 42.742.7
= 0.57= 0.57 = 0.65= 0.65
chargecharge = -1= -1
ppT T (cal) = 74.2(cal) = 74.2
ppT T (CFT) = (CFT) = 36.436.4
= 0.60= 0.60
= 3.71= 3.71
chargecharge = -1= -1
Mee = 157.5 GeV Mee = 157.5 GeV ; ;
Missing Et = 3.6 Missing Et = 3.6 GeVGeV
Run 152300; event 36803628Run 152300; event 36803628
D Run 2 Preliminary
2 électrons back to back2 électrons back to back = 3.06 rad= 3.06 rad
MMeeee = 157.5 GeV = 157.5 GeV
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 67
Recherche d’événements à grande multiplicité en Recherche d’événements à grande multiplicité en jets :jets :
2 électrons de m2 électrons de même signeême signe + 2 jets + 2 jets
Recherche d’événements à grande multiplicité en Recherche d’événements à grande multiplicité en jets :jets :
2 électrons de m2 électrons de même signeême signe + 2 jets + 2 jets
e1e1 e2e2 2 jets2 jets
ppTT(cal) = 60.8(cal) = 60.8
ppTT(CFT) = (CFT) = 68.468.4
= 0.39= 0.39 = 5.58= 5.58
chargecharge = -1= -1
ppT T (cal) = 27.2(cal) = 27.2
ppT T (CFT) = (CFT) = 36.736.7
= 1.18= 1.18
= 2.19= 2.19
chargecharge = -1= -1
ppT T (cal) = (cal) = 27.5 / 27.5 / 24.824.8
= 1.44 / 0.07= 1.44 / 0.07
= 3.43 / 1.21= 3.43 / 1.21
Mee = 87.2 GeV Mee = 87.2 GeV ; Missing Et = 16.1; Missing Et = 16.1
Run 146452; évt 6623841Run 146452; évt 6623841Run 146452; évt 6623841Run 146452; évt 6623841
D Run 2 Preliminary
2 jets2 jets
probablement :probablement : Z + 2 jets Z + 2 jetsMMeeee = 87.2 GeV = 87.2 GeV
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 68
Sur les données…Sur les données…Sur les données…Sur les données…
• Multiplicité des jetsMultiplicité des jets• Simulation/reconstruction à ajuster Simulation/reconstruction à ajuster
pour les variables cinématiques pour les variables cinématiques des électronsdes électrons
• Mauvaise attribution de la charge Mauvaise attribution de la charge vs pTvs pT
• Autres triggersAutres triggers• Taux de e-fake Taux de e-fake (précision (précision luminosité luminosité
))
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 69
ConclusionConclusionConclusionConclusion
• ActivitésActivités– Préparation du Run IIPréparation du Run II– Simulation Simulation – Analyses des premières donnéesAnalyses des premières données
Période clé Période clé • PerspectivesPerspectives
– Découverte de la susy: nécessité d’explorer Découverte de la susy: nécessité d’explorer toutes les hypothèses. toutes les hypothèses.
RPV = topologies particulièresRPV = topologies particulières– D0: programme de physique très riche D0: programme de physique très riche
20072007
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 70
annexesannexesannexesannexes
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 71
La collaboration DØLa collaboration DØLa collaboration DØLa collaboration DØ
~ 600 physiciens~ 600 physiciens~ 50 institutions~ 50 institutions 18 pays18 pays
6 labos IN2P3 + CEA6 labos IN2P3 + CEA~ 60 fran~ 60 franççais.ais.dont 15 thésardsdont 15 thésards
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 72
1.2 m
p
p
Le dLe déétecteur de vertex (SMT)tecteur de vertex (SMT) Le dLe déétecteur de vertex (SMT)tecteur de vertex (SMT)
• Détecteur au siliciumDétecteur au silicium– 6 barils de 4 couches6 barils de 4 couches– 12 disques centraux “F”12 disques centraux “F”– 4 disques avants “H”4 disques avants “H”– 790 000 voies d’électronique790 000 voies d’électronique
• PerformancesPerformances– Reconstruction des vertexReconstruction des vertex
Primaires:Primaires: vertex vertex = 15-30 = 15-30 m(r-m(r-)) Second.:Second.: vertex vertex = 40 = 40 m(r-m(r-); 100 ); 100 m(r-z)m(r-z)
– Couverture Couverture < 3< 3– Résistance aux radiationsRésistance aux radiations 1Mrad1Mrad
– B-tagging:B-tagging: ~ 50 % efficacit~ 50 % efficacitéé,,
0.5% taux de faux etiquetage 0.5% taux de faux etiquetage
(jets gluons/quarks l(jets gluons/quarks léégers)gers)
Barils
50 cm
Disques F Disques H
1/2 du détecteur
Crucial pour top/bCrucial pour top/b
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 73
Le dLe déétecteur de traces (CFT)tecteur de traces (CFT) Le dLe déétecteur de traces (CFT)tecteur de traces (CFT)
• Détecteur à fibres scintillantesDétecteur à fibres scintillantes– Fibres scintillantes 830 Fibres scintillantes 830 µm diam.µm diam.– ||ηη| | ≤≤ 1.7; rayon : 20-50 cm 1.7; rayon : 20-50 cm– 8 “super couches” ; angle stereo 3 deg.8 “super couches” ; angle stereo 3 deg.– 74 000 voies de lectures reliées à74 000 voies de lectures reliées à
Des VLPC (Visible Light Photon Counters)Des VLPC (Visible Light Photon Counters)
• PerformancesPerformances– Ident. Ident. /e/e±±; ; Signe des eSigne des e±± – Résolution position ~ 100 Résolution position ~ 100 µmµm
InstrumentInstrumentéé àà ~100% ~100%
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 74
• PreshowersPreshowers- scintillateurs + absorbeurs Pb- scintillateurs + absorbeurs Pb
- Central (CPS) : monté sur le solenoide (|| < 1.2)
- Avant (FPS) : monté sur les calos bouchons
(1.4 <||<2.5)
• ICD (Inter Cryostat Detector)ICD (Inter Cryostat Detector)- scintillateurs - scintillateurs 1.1<||<1.4
• PerformancesPerformances- position: 1.4 mm/e- de 10 GeVposition: 1.4 mm/e- de 10 GeV- Déclenchement E.M. bas pTDéclenchement E.M. bas pT- Séparation Séparation / / 00
- Déclenchement niv.1Déclenchement niv.1- Preshower avant: pas encore de lecture
DDéétecteurs de pied de tecteurs de pied de gerbegerbe
DDéétecteurs de pied de tecteurs de pied de gerbegerbe
ICDICD
FPSFPS
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 75
North End CapNorth End CapNorth End CapNorth End Cap
LeLe calorimcalorimèètre tre (2)(2)
LeLe calorimcalorimèètre tre (2)(2)
South End CapSouth End CapSouth End CapSouth End Cap
Central Cal.Central Cal.Central Cal.Central Cal.
1/10/2002 76
Les chambres Les chambres àà muonsmuons
Les chambres Les chambres àà muonsmuons
• Tubes prop. Tubes prop. àà d déérive (PDT) rive (PDT) et Scintillateurs: et Scintillateurs: 3 couches A,B,C3 couches A,B,C
• Toroide Toroide entre couche A et Bentre couche A et B
• PerformancesPerformances– Mesure de l’impulsion peu préciseMesure de l’impulsion peu précise
(matching tracker central)(matching tracker central)– Bonne résolution en tempsBonne résolution en temps
des scintillateurs (~2.5 ns)des scintillateurs (~2.5 ns)
Rejection des cosmiquesRejection des cosmiques
ddééclenchementclenchement
Candidat Z Candidat Z ++--MM = 55 GeV = 55 GeV
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 77
Absorption: exempleAbsorption: exempleAbsorption: exempleAbsorption: exemple
E (kV/cm)
Abs
orpt
ionFit de Fit de Abs(E,p)Abs(E,p) vs vs EE
(argon du dewar):(argon du dewar):– Noir : fit = 0.37 ppmNoir : fit = 0.37 ppm– bleu : fit - 0.1 ppmbleu : fit - 0.1 ppm– rouge: fit + 0.1ppmrouge: fit + 0.1ppm
E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)E (kV/cm)
Ab
sorp
tio
Ab
sorp
tio
nnA
bsorp
tio
Ab
sorp
tio
nn
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 78
Température (K)Température (K)Température (K)Température (K)
ATC: diagramme de phaseATC: diagramme de phaseATC: diagramme de phaseATC: diagramme de phase
Pre
ssio
n (
bar
ab
solu
)P
ressio
n (
bar
ab
solu
)P
ressio
n (
bar
ab
solu
)P
ressio
n (
bar
ab
solu
)
Ar à ~ 91 K et ~ 1.5 barAr à ~ 91 K et ~ 1.5 bar
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 79
• RecetteRecette– Remplir avec de Remplir avec de
l’argon très pur l’argon très pur < 0.1 ppm< 0.1 ppm– Polluer d’une Polluer d’une
quantité d’Oquantité d’O2 2 connue connue (par exemple 0.5 (par exemple 0.5
ppm)ppm)– Mélanger, attendre Mélanger, attendre
2 heures2 heures– Mesurer.Mesurer.
Étalonnage de la source Étalonnage de la source Étalonnage de la source Étalonnage de la source
pollueurpollueur
ArrivéeArrivée ArAr
Arrivée OArrivée O22
Vers le Vers le cryostatcryostat
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 80
Alpha : C.C. et calibration, Alpha : C.C. et calibration, exempleexemple
Alpha : C.C. et calibration, Alpha : C.C. et calibration, exempleexemple
Measured / nominal
C.C.C.C.C.C.C.C.
E (kV/cm)E (kV/cm)
Ab
sorp
tion
Ab
sorp
tion
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 81
: erreurs : erreurs : erreurs : erreurs
pollution pollution mesuréemesurée
ErreurErreur
0.2 ppm0.2 ppm 0.120.12
0.3 ppm0.3 ppm 0.120.12
0.5 ppm0.5 ppm 0.120.12
1.0 ppm1.0 ppm 0.140.14
2.0 ppm2.0 ppm 0.180.18
3.0 ppm3.0 ppm 0.230.23
5.0 ppm5.0 ppm 0.350.35
Ajustement linéaireAjustement linéaire Donne l’erreur finaleDonne l’erreur finale
Erreur vs Erreur vs pollution pollution
nominale (ppm)nominale (ppm)
Erreur vs Erreur vs pollution pollution
nominale (ppm)nominale (ppm)
Pollution (ppm)Pollution (ppm)
Err
eu
r su
r la
mesu
re (
pp
m)
Err
eu
r su
r la
mesu
re (
pp
m)
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 82
: exemple d’une mesure du C.C.: exemple d’une mesure du C.C.: exemple d’une mesure du C.C.: exemple d’une mesure du C.C.
E (kV/cm)E (kV/cm)
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
C.C.C.C.C.C.C.C.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 83
: exemple d’une mesure du S.E.C.: exemple d’une mesure du S.E.C.: exemple d’une mesure du S.E.C.: exemple d’une mesure du S.E.C.
S.E.C.S.E.C.S.E.C.S.E.C.
E (kV/cm)E (kV/cm)
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
Sig
nal /
Sig
nal m
ax
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 84
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 85
Relation pollution - signal du calorimètreRelation pollution - signal du calorimètreRelation pollution - signal du calorimètreRelation pollution - signal du calorimètre
)1(
),(1
),(2),( ),(/ pEde
d
pE
d
pEpEAbs
pEpE /),( avec la longueur d’absorptionavec la longueur d’absorption
correction équivalente dans chaque correction équivalente dans chaque cellule cellule
• Perte en signal: type Perte en signal: type
• Perte en résolutionPerte en résolution Pollution de 5 ppm Pollution de 5 ppm absorption de 0.80, soit 20 % de absorption de 0.80, soit 20 % de perte du signal.perte du signal. Perte équivalente en “statistique”Perte équivalente en “statistique” Corrections a posteriori.Corrections a posteriori.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 86
• Corrections radiatives Corrections radiatives de la masse du Higgsde la masse du Higgs
• Or Or Si (GUT) Si (GUT)
• Réglage fin Réglage fin à 25 décimales…à 25 décimales…
Le problème de hiérarchieLe problème de hiérarchieLe problème de hiérarchieLe problème de hiérarchie
22
0
22
0
2~ mmmm
HH
mmHH Masse du Higgs effective Masse du Higgs effectivemm00 Masse non corrigée Masse non corrigéemmHH Corrections radiatives Corrections radiatives
GeV10~ 1615262
GeV10mH
Apparition d’une nouvelle physique à l’ordre du TeV ?Apparition d’une nouvelle physique à l’ordre du TeV ? Soit pas de particule scalaire fondamentaleSoit pas de particule scalaire fondamentale Soit Soit une théorie qui annule ces divergence quadratiques une théorie qui annule ces divergence quadratiques
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 87
Le problLe problèème de hiérarchie me de hiérarchie résolurésolu
Le problLe problèème de hiérarchie me de hiérarchie résolurésolu
• Les corrections Les corrections radiatives deviennent:radiatives deviennent:
• Contributions f/b Contributions f/b opposées.opposées.
• MêMême pour des me pour des differences de masses de differences de masses de l’ordre de 1 TeV,l’ordre de 1 TeV,
Les divergences quadratiques Les divergences quadratiques disparaissent.disparaissent.
22~
2bb
mmm
Les masses des particulesLes masses des particulesSUSY sont attendues SUSY sont attendues ààl’ordre du TeV.l’ordre du TeV.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 88
Construction d’une théorie Construction d’une théorie SUSYSUSY
Construction d’une théorie Construction d’une théorie SUSYSUSY
• Particule Standard Particule Standard partenaire SUSY partenaire SUSY
Générateurs SUSY : spineurs anti-Générateurs SUSY : spineurs anti-commutatifscommutatifs
+ Action invariante sous une + Action invariante sous une transformation susytransformation susy
= le lagrangien se transforme comme = le lagrangien se transforme comme une derivée totale.une derivée totale.
+ alg+ algèbre SUSY fermée èbre SUSY fermée
+ invariance de jauge+ invariance de jauge
+ termes de brisures SUSY “soft” (pas de + termes de brisures SUSY “soft” (pas de div.quad.)div.quad.)
BosonFermionQFermionBosonQ ||;||
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 89
Modèle Standard Modèle Standard Supersymétrique Minimal Supersymétrique Minimal
(MSSM)(MSSM)
Modèle Standard Modèle Standard Supersymétrique Minimal Supersymétrique Minimal
(MSSM)(MSSM)• Minimal Supersymmetric Standard Minimal Supersymmetric Standard
Model (MSSM) ~ le plus général.Model (MSSM) ~ le plus général.• MSSM > 100 paramMSSM > 100 paramètres ètres (masses, angles de (masses, angles de
mélanges, CP violating phases, etc.)mélanges, CP violating phases, etc.)
Attention Attention à :à :– Courant neutre changeant la saveur (FCNC)Courant neutre changeant la saveur (FCNC)– Violation CPViolation CP
• LSP = Lightest SUSY Particle, LSP = Lightest SUSY Particle, généralement généralement 0
1~
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 90
Convergence des constantesConvergence des constantes de de couplagescouplages
Convergence des constantesConvergence des constantes de de couplagescouplages
ModModèle Standardèle Standard Modèle SUSYModèle SUSYÉchelle d’énergie Q (GeV)Échelle d’énergie Q (GeV)
1/1/ii
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 91
• R-parité conservée R-parité conservée (production par paires):(production par paires):
• R-parité violéeR-parité violée– Production résonanteProduction résonante
section efficace section efficace ( (’’ijkijk))22 Si le couplage RPV Si le couplage RPV est élevé (est élevé (1010-2-2))
– Double productionDouble production+ désintégration LSP en RPV+ désintégration LSP en RPV
Production SUSY au TevatronProduction SUSY au TevatronProduction SUSY au TevatronProduction SUSY au Tevatron
llgggqqqpp jijiji
~~,~~,~~,~~,~~,~~,~~ 000
01
~e~
e
c
s'122
(+1)
kd
ju
il~
~
i'ijk
(+1)
(+1)
(-1)
q g
q_
q~
q~
_(+1)
(+1)
(-1)
(-1)
La section efficace La section efficace ne dépend pas du couplage RPVne dépend pas du couplage RPV
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 92
Constraintes expérimentales sur les Constraintes expérimentales sur les couplages RPVcouplages RPV
Constraintes expérimentales sur les Constraintes expérimentales sur les couplages RPVcouplages RPV
• Limites indirectes (processus Limites indirectes (processus àà basse énergie) basse énergie)- Universalité e-- Universalité e--- - Désintégration double-beta sans - Désintégration double-beta sans
neutrinosneutrinos
- Désintégration top - Universalité des courants chargés- Désintégration top - Universalité des courants chargés
- Violation de parité atomique - etc.- Violation de parité atomique - etc.
• Limites Limites àà 2 2 pour m = 100 GeV pour m = 100 GeV (limites dépendent des masses)(limites dépendent des masses)
• Limites fortesLimites fortes
sur les produitssur les produits
de couplagesde couplages- désintégrationdésintégration
du proton:du proton:
’’’’11k 11k . . ’’11k11k < 10 < 10-22-22
Barger et al. Phys.Rev. D40 (89)Ledroit, Sajot GDR-S-008 (98)Allanach et al., PRD 60 (99)
~~
u
ud
u
ddkk
~~
d_e+
pp
squarks squarks Masse et section Masse et section
efficaceefficace
squarks squarks Masse et section Masse et section
efficaceefficace• Section efficace paires de squarks et/ou gluinosSection efficace paires de squarks et/ou gluinos
Dépend uniquement de leur masse.Dépend uniquement de leur masse.
mm00 = 100, 300, 500 = 100, 300, 500 GeVGeVtan tan = 5 = 5 < 0< 0AA00 = 0 = 0
Susygen Susygen (rouge)(rouge)Isajet Isajet (bleu)(bleu)
Section efficaceSection efficaceSquark-squark +Squark-squark +Squark-antisquarkSquark-antisquark
Sections efficacesSections efficacesSections efficacesSections efficaces
• Section efficace totaleSection efficace totale
> 0.1 pb> 0.1 pb
Pour mPour m1/21/2 < 230 GeV < 230 GeV
tan tan = 5 = 5 < 0< 0AA00 = 0 = 0
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 95
mSUGRA RPC: contraintes LEPmSUGRA RPC: contraintes LEPmSUGRA RPC: contraintes LEPmSUGRA RPC: contraintes LEP
1:1:YellowYellow: no Minimal SUGRA : no Minimal SUGRA solution: no EWSB or tachyonic solution: no EWSB or tachyonic particles; particles; 2:2:Light blueLight blue: regions inconsistent : regions inconsistent with the measurement of the with the measurement of the electroweak parameters at LEP1; electroweak parameters at LEP1; 3:3:Green:Green: regions excluded by regions excluded by chargino searches; chargino searches; 4:4:RedRed: regions excluded by : regions excluded by selectron or stau standard selectron or stau standard searches; searches; 5:5:Dark BlueDark Blue: regions excluded by : regions excluded by the search for hZ; the search for hZ; 6:Brown: regions excluded by the 6:Brown: regions excluded by the neutralino stau cascade searches. neutralino stau cascade searches. 7:7:MagentaMagenta: regions excluded by : regions excluded by the search for heavy stable the search for heavy stable charged particles applied to charged particles applied to staus. staus. • R-parité conservéeR-parité conservée
• mmtoptop = 175 GeV = 175 GeV
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 96
multiplicité des jetsmultiplicité des jetsmultiplicité des jetsmultiplicité des jets
Multiplicité Multiplicité des jetsdes jets
+ grande pour+ grande pour MC (pythia)MC (pythia)
Multiplicité Multiplicité des jetsdes jets
+ grande pour+ grande pour MC (pythia)MC (pythia)
pT du jet 1pT du jet 1
CDF.PRL (1996) 448multiplicité Jet for Zee events, pT>15
n JETS CDF Run I DATA MC
N(nj>=1) / N(nj>=0) 0.19 0.20 0.45
N(nj>=2) / N(nj>=1) 0.21 0.18 0.33
N(nj>=3) / N(nj>=2) 0.21 0.35
Problème MC?
Data (noir)Data (noir)
B.d.F.B.d.F.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 97
Studying events with high jet multiplicity :Studying events with high jet multiplicity :2 leptons + 3 jets, only 1 track match2 leptons + 3 jets, only 1 track match
Studying events with high jet multiplicity :Studying events with high jet multiplicity :2 leptons + 3 jets, only 1 track match2 leptons + 3 jets, only 1 track match
e1e1 e2e2 3 jets3 jets
ppTT(cal) = 22.6(cal) = 22.6
ppTT(CFT) = (CFT) =
= 0.77= 0.77 = 4.17= 4.17
chargecharge = -1= -1
ppT T (cal) = (cal) = 22.022.0
= 2.40= 2.40
= 1.13= 1.13
chargecharge = 0= 0
ppT T (cal) = (cal) = 17.1 / 16.7 / 15.9 17.1 / 16.7 / 15.9
= -0.49 / -0.79 / 0.94= -0.49 / -0.79 / 0.94
= 3.57 / 0.73 / 1.12= 3.57 / 0.73 / 1.12
Mee = 60.3 ; Missing Et = 11.3Mee = 60.3 ; Missing Et = 11.3
Run 149344; event 7295723Run 149344; event 7295723Run 149344; event 7295723Run 149344; event 7295723
D Run 2 Preliminary
3 jets3 jets
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 98
Studying events with high jet multiplicity :Studying events with high jet multiplicity :2 opposite sign leptons + 2 jets, not in Z peak2 opposite sign leptons + 2 jets, not in Z peak
Studying events with high jet multiplicity :Studying events with high jet multiplicity :2 opposite sign leptons + 2 jets, not in Z peak2 opposite sign leptons + 2 jets, not in Z peak
e1e1 e2e2 2 jets2 jets
ppTT(cal) = (cal) = 43.043.0
ppTT(CFT) = (CFT) = 22.222.2
= 0.57= 0.57 = 1.50= 1.50
chargecharge = +1= +1
ppT T (cal) = 21.0(cal) = 21.0
ppT T (CFT) = (CFT) = 19.819.8
= -0.23= -0.23
= 4.76= 4.76
chargecharge = -1= -1
ppT T (cal) = (cal) = 19.9 / 19.9 / 17.717.7
= -0.72 / -0.79= -0.72 / -0.79
= 1.29 / 5.85= 1.29 / 5.85
Mee = 64.9 GeV ; Mee = 64.9 GeV ; Missing Et = 37.4Missing Et = 37.4
Run 151911; event 27000396Run 151911; event 27000396Run 151911; event 27000396Run 151911; event 27000396
D Run 2 Preliminary
2 jets2 jets
Most probably :Most probably : Zee event Zee eventWith one electronWith one electronbadly measured, badly measured, producing producing overestimated Et miss.overestimated Et miss.
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 99
Contributions des fondsContributions des fondsContributions des fondsContributions des fonds
1/10/2002 Auguste Besson, soutenance de thèse, ISN-Grenoble. 100
Luminosité Luminosité Luminosité Luminosité
• émittance transverse dans l’anneau d’accumulationémittance transverse dans l’anneau d’accumulation• interaction faisceau-faisceau dans le TeVatroninteraction faisceau-faisceau dans le TeVatron• vide au niveau de CDFvide au niveau de CDF• stabilité donc temps de vie des faisceauxstabilité donc temps de vie des faisceaux• durée du faisceau de proton de 150 GeV dans l’injecteurdurée du faisceau de proton de 150 GeV dans l’injecteur• pertes d’antiprotons lors de leur accélérationpertes d’antiprotons lors de leur accélération• pertes dans les transfertspertes dans les transferts
• « inefficacité » de D0 (Experiment to tape efficiency)« inefficacité » de D0 (Experiment to tape efficiency)~ 60 %~ 60 %