franco simonetto produzione di beauty in collisori ee
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Franco Simonetto
Produzione di beauty in collisori Produzione di beauty in collisori eeee
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ContenutiContenuti
• Scenario• Topologia• Metodi sperimentali• Alcuni risultati (produzione)
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ScenarioScenario
• (ee->had) = 41.54 +- 0.04 nb • (ee->bb) /(ee->had) = 0.2165+-0.0007• ~ 1 milione bb /esperimento (LEP)• ~ 40 000 bb (SLD)
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Produzione ed evoluzioneProduzione ed evoluzioneRadiazione di gluoni B -> b+g (QCD pert.)
Decadimento stati eccitatiB(*)* -> B had, B
Decadimento stati a lunga tB -> DX
Produzione: ee -> Z -> bb (W.I.)
Adronizzazione b -> B (QCD non pert.)
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TopologiaTopologia• Produzione non
coerente in in due emisferi ben separati
• <EB> ~ 35 GeV, ~ 7
• c ~ 4 mm , vertici ben separati
• Vs >> mB : produzione di B(*)*,Bd,Bu,Bs, Lb
• Molteplicita’ (per emisfero):– ~ 10 particelle da frammentazione– ~ 5 da decadimento del B
• Separazione mediante informazioni di:– Boost, massa– Vita media
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Leptoni ad alto Leptoni ad alto ptpt
• BR( b->l v X ) ~ 2 x 10%• Tagli duri sul pt (wrt asse del jet) del
leptone per eliminare i fondi• BR x ~ 5 %• Purezza ~ 80 %
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Rapidita’Rapidita’
R = E+P//
E-P// (wrt asse di thrust)
Si puo’ applicare a tracce e sciami
Consente di definire una gerarchia:B – frammentazionecorrelazione con ilb originale
B Non B
“fratello” del b
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Il parametro d’impatto segnatoIl parametro d’impatto segnato
• = distanza ellissi della traccia dal Beam Spot• Segno positivo (negativo) se interseca il jet a valle (a
monte ) del B.S.• Solo per tracce cariche
Risoluzione(tune MC)
Vita Media
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B-taggingB-tagging
• A partire da calcola– Probabilita’ Pi che la
traccia origini dalla Beam Spot
– Probabilita’ Phem ~ Pi che tutte le tracce nell’emisfero provengano dalla B.S.
uds
c
b
P(hem)
-log10P(hem)
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B-taggingB-tagging
Combina con altre variabili che separano b da udsc
M(vtx) Rapidita’
boost’
Non-b
b
Ottiene efficienza ~ 40% (per emisfero) per 95% purezza
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SLDSLD
• Ricostruzione vertici di decadimento + taglio sulla massa del vertice
• Maggiore purezza grazie alle ridotte dimensioni del Beam Spot
• Tuttavia penalizzato dalla luminosita’
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MisureMisure
• Frammentazione• Produzione di stati orbitali eccitati (B*,B**)• Produzione di stati che decadono
debolmente (Bu,Bd,Bs,b)
• Running b-mass • (ee -> -> bb (cc) ) (LEP II )
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FrammentazionFrammentazionee
Quale frazione dell’energia del quark viene trasmessa all’adrone ?
xE = EB/ Eb
1) Selezione b-jets (b-tagging)2) Rigetta tracce e sciami da frammentazione
Parametro d’impatto Rapidita’ vs direzione del jet
3) Corregge per inefficienze e risoluzione (dipendenza da modello)
4) Confronta con Modelli / Unfold dati sperimentali
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XXE E :Risultati (1) :Risultati (1)
L’ accordo tra gli esperimenti e’ buono …
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… ma nessun modello e’ perfetto
2 /
nd
fXXEE : Risultati(2) : Risultati(2)
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• Gli esperimenti forniscono anche gli spettri corretti per risoluzione ed efficienza.– Unfolding– Analisi dei Momenti
Le correzioni dipendono tuttavia dal modello utilizzato
XXEE : Risultati(3) : Risultati(3)
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• HQET: il quark pesante e’ una sorgente statica del campo di colore
• Disaccoppio gradi di liberta’ “leggeri” da quelli “pesanti”
Eccitazioni Orbitali Eccitazioni Orbitali
J = j + sb
j = l + slq
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B** : le misureB** : le misure
• Combina– B-jet – Adrone (h =k,) da vertice I
• Misura il Q-valore:– Q = m(Bh) –m(B)-m(h)
Ideale
Sperimentale• Difficile separare i singoli
stati
h**
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B** : risultatiB** : risultati
ALEPH (esclusiva)B -> D*,J/K* h =
DELPHI (inclusiva)B -> b-jet h =
b -> B**u,d = (31+-9+-6) %
b -> B**u,d = (14+-1.4+-1.8) %
b -> B**s = ( 1+-0.2+-0.3) %
PRELIMINARI
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Franco Simonetto
BB++/B/B00/B/Bss//bb
Misura b->B+ da carica del vertice …
… e cfr con misure ottenute da Isospin : f(Bu) = f(Bd) Unitarieta’ : 2f(Bd)+f(Bs)+f(Lb) = 1
Mixing : = f(Bd) d + f(Bs) s =
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Franco Simonetto
Running m(b)Running m(b)
Misura frazione di eventi multijet in Z -> bb, in funzione del parametro di risoluzione y
R3bl (y) = (Z-> bb g) / total( Z-> bb )
(Z-> uds g) / total( Z-> uds )
= f( mb(MZ) )
Le sistematiche (frammentazione, QCD-non perturbativa, rivelatore) si riducono drasticamente nel doppio rapporto
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mmbb(M(MZZ))
Usa simultaneamente tag (b) e antitag (uds)
Flavour Identification
mb(MZ) = 2.96 +- 0.31mb(mb) = 4.21 +- 0.14
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ee -> ee -> -> bb -> bb
• LEP II (ECM ~ 190 GeV)• B ~ a riposo => no boost• Anti-b tag per rigettare
ee -> /Z -> bb• Quindi fit a spettro pt dei
leptoni• Misura (bb) e (cc)
e
e
e
e
b
b
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Franco Simonetto
ee -> ee -> -> bb :risultati -> bb :risultati
• Misure consistenti tra gli esperimenti LEP (~ 200 GeV)
• Modelli predicono correttamente (cc)
• Discrepanza ~4 per (bb)
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ConclusioneConclusione
• La fisica del b e’ stato forse il settore piu’ eccitante della fisica a LEP
• ~50 articoli / collaborazione– W.I. (Rb, Afb )– Spettroscopia– Adronizzazione, QCD – Decadimenti (WI, triangolo unitarieta’)
• La Z e’ la migliore B factory !• … peccato che LEP non c’e’ piu’