b - j e t I d e n t i f i c a t i o n i n t h - PowerPoint PPT Presentation

b - j e t I d e n t i f i c a t i o n i n t h e D 0 E x p e r i me n t S é b a s t i e n G r e d e r I n s t i t u t P l u r i d i s c i p l i n a i r e H u b e r t C u r i e n , S t r a s b o u r g 1 S é b a s t i e n G r e d e r

O u t l i n e I n t r o d u c t i o n T h e D Ø d e t e c t o r A l g o r i t h ms P e r f o r ma n c e me a s u r e me n t B - j e t e f f i c i e n c y F a k e t a g r a t e C o n c l u s i o n 2 S é b a s t i e n G r e d e r

I n t r o d u c t i o n P h y s i c s T o p p h y s i c s : x - s e c t i o n , ma s s , s i n g l e - t o p “ B a c k g r o u n d s ” : W/ Z + h e a v y f l a v o u r H i g g s s e a r c h e s : L o w - ma s s , S U S Y 3 S é b a s t i e n G r e d e r

T h e D Ø d e t e c t o r S i l i c o n t r a c k e r ( S MT ) h t t p : / / a r x i v . o r g / a b s / 1 0 0 5 . 0 8 0 1 6 b a r r e l s , 4 l a y e r s e a c h , z ~ 1 m + n e w L a y e r 0 @ r = 1 . 6 c m ( R u n I I b , s e e : h t t p : / / a r x i v . o r g / a b s / 0 9 1 1 . 2 5 2 2 ) C o v e r a g e | η | < 2 . 5 C e n t r a l F i b e r T r a c k e r ( C F T ) Mu o n s y s t e m c o v e r s | η | < 2 8 l a y e r s o f s c i n t i l l a t i n g f i b e r ( a x i a l a n d s t e r e o ) 2 0 < r < 5 1 c m i n 2 T ma g n e t i c f i e l d 4 S é b a s t i e n G r e d e r

T a g v s . mi s - t a g s B h a d r o n s p r o p e r t i e s Ma s s : ~ 5 G e V / c 2 D e c a y l e n g t h : ~ 3 mm Ha r d f r a g me n t a t i o n S e mi - l e p t o n i c d e c a y s F a k e / Mi s - t a g s P r i ma r y v e r t e x r e s o l u t i o n T r a c k p a r a me t e r s r e s o l u t i o n s L o n g l i v e d p a r t i c l e s S e c o n d a r y i n t e r a c t i o n s 5 S é b a s t i e n G r e d e r

T a g v s . mi s - t a g s B h a d r o n s p r o p e r t i e s Ma s s : ~ 5 G e V / c 2 D e c a y l e n g t h : ~ 3 mm Ha r d f r a g me n t a t i o n S e mi - l e p t o n i c d e c a y s F a k e / Mi s - t a g s P r i ma r y v e r t e x r e s o l u t i o n T r a c k p a r a me t e r s ' r e s o l u t i o n L o n g l i v e d p a r t i c l e s S e c o n d a r y i n t e r a c t i o n s 6 S é b a s t i e n G r e d e r

T a g g i n g p r e r e q u i s i t e s T a g g a b i l i t y I n t h e f o l l o w i n g t a g g i n g a l g o r i t h ms a r e o n l y b a s e d o n t r a c k i n g a n d v e r t e x i n g o f c h a r g e d p a r t i c l e s  o n l y ( c a l o r i me t e r ) j e t s w i t h mi n i mu m t r a c k i n g i n f o r ma t i o n a r e c o n s i d e r e d σ z ≈ ff I n t e r a c t i o n r e g i o n , 2 5 c m, + d e t e c t o r a c c e p t a n c e a e c t t r a c k r e c o n s t r u c t i o n e f f i c i e n c i e s  p η e r f o r ma n c e d e p e n d e n c e o n a n d i n t e r a c t i o n p o i n t ’ s Z c o o r d i n a t e . F r a c t i o n o f f a k e j e t s i s ~ s ma l l , b u t d e p e n d s o n fi n a l s t a t e .  D ff e c o u p l i n g t h i s e e c t f r o m t h e t a g g i n g a l g o r i t h ms p r o p e r l y a l l o w s t h e e x t r a c t i o n o f a t a g g i n g p e r f o r ma n c e w h i c h c a n b e a s s u me d t o b e u n i v e r s a l , i . e . , a p p l i c a b l e t o a n y g e n e r a l fi n a l s t a t e s 7 S é b a s t i e n G r e d e r

T a g g i n g p r e r e q u i s i t e s ( I I ) T a g g a b l e j e t s a r e t h u s d e f i n e d a s f o l l o w : 2 - s t e p c l u s t e r i n g : i . a l o n g b e a m a x i s ( d c a < 4 mm ) Z i i . 0 . 5 c o n e ( s n o w ma s s ) j e t s ( w i t h i n e a c h z - c l u s t e r )  f i n a l l y r e q u i r e : ∆ R ( c a l o - j e t , t r a c k - j e t ) < 0 . 5 T r a c k - j e t s : 1 S MT h i t t r a c k s , s e e d t r a c k p T > 1 G e V / c , p T > 0 . 5 G e V / c f o r o t h e r t r a c k s η ′ ≡ η P a r a me t r i z e d a s : F ( p ,, z ' ) , w i t h z | z | · s i g n ( · z ) T 8 S é b a s t i e n G r e d e r

T a g g i n g p r e r e q u i s i t e s ( I I I ) T r a c k p r e s e l e c t i o n E a c h b - i d . a l g o r i t h m u s e s i t s o w n t r a c k r e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y c r i t e r i a 0 V r e mo v a l L i g h t s t r a n g e h a d r o n s h a v e l o n g l i f e t i me s P h o t o n c o n v e r s i o n s c a n o c c u r a t l a r g e d i s t a n c e s i n t h e t r a c k e r ma t e r i a l K s Λ γ→ e e 9 S é b a s t i e n G r e d e r

A l g o r i t h ms ( I ) I mp a c t P a r a me t e r ( I P ) b a s e d t a g g e r I P a n d i t s s i g n i f i c a n c e S a r e s i g n e d w . r . t j e t I P d i r e c t i o n I P e r r o r c a l i b r a t e d i n d a t a a n d s i mu l a t i o n f o r a n d mu l t i p l e - s c a t t e r i n g e f f e c t s P V r e s o l u t i o n d e p e n d e n c e θ 3 / 2 p = p s i n s c a t  D i s c r e t e ( C S I P ) c o u n t s t r a c k s w i t h : | S | > c u t ( 2 > 3 | | 3 > 2 ) I P  C o n t i n u o u s ( J L I P ) p . d . f f r o m n e g a t i v e I P r e s o l u t i o n f u n c t i o n , R ( s ) 10 S é b a s t i e n G r e d e r

A l g o r i t h ms ( I I ) I mp a c t P a r a me t e r ( I P ) b a s e d t a g g e r  C o n t i n u o u s ( J L I P ) p . d . f f r o m n e g a t i v e I P r e s o l u t i o n f u n c t i o n , R ( s ) N o t e : o n e c a n c o n s i d e r a n y s e t o f t r a c k s a n d e . g b u i l d a n “ h e mi s p h e r e - p r o b a b i l i t y ” ( Z - - > b b , L E P ) 11 S é b a s t i e n G r e d e r

A l g o r i t h ms ( I I ) I mp a c t P a r a me t e r ( I P ) b a s e d t a g g e r  C o n t i n u o u s ( J L I P ) p . d . f f r o m n e g a t i v e I P r e s o l u t i o n f u n c t i o n , R ( s ) For TMVA aficionados, this is what is called “Rarity” in the TMVAGui.C N o t e : o n e c a n c o n s i d e r a n y s e t o f t r a c k s a n d e . g b u i l d a n “ h e mi s p h e r e - p r o b a b i l i t y ” ( Z - - > b b , L E P ) 12 S é b a s t i e n G r e d e r

A l g o r i t h ms ( I I I ) S e c o n d a r y v e r t e x , S V T S t a r t s f r o m t r a c k - b a s e d j e t s ( s i mp l e c o n e a l g o . ) K a l ma n - f i l t e r b a s e d v e r t e x f i n d e r T r a c k p r u n i n g w . r . t χ 2 c o n t r i b u t i o n t o v e r t e x T a g i s d e f i n e d i f : ∆ R ( v e r t e x , j e t ) < 0 . 5 a n d i f d e c a y l e n g t h s i g n i f i c a n c e , S > c u t L x y 13 S é b a s t i e n G r e d e r

A l l i n o n e : N e u r a l N e t wo r k t a g g e r O p t i mi z e d s e l e c t i o n o f i n p u t s : C S I P , J L I P & 5 S V T p r o p e r t i e s . . . c a n l e a d t o s i g n i f i c a n t i mp r o v e me n t : 14 S é b a s t i e n G r e d e r