TISBFirenze 15 – 16 Gennaio 2003

Ricerche di SUSY con CMS: Ricerche di SUSY con CMS: alcuni commenti e idee…alcuni commenti e idee…

Alessia TricomiDipartimento di Fisica and INFN Catania

Alessia TricomiTISB - Firenze 15-16 Gennaio 2003

Where we are…Where we are… Almost all studies done in mSUGRA framework Two different strategies:

Explore the mass reach in the (m0, m1/2) plane Final states:

Etmiss + jets

No lepton + Etmiss + jets

1 l + Etmiss + jets

2 l OS + Etmiss + jets

2 l SS + Etmiss + jets

3 l + Etmiss + jets

Study a specific chain and reconstruct SUSY particlesNEWNEW

Signal & Bkg simulation performed using ISAJET+PYTHIA To study the CMS capabilities to discover SUSY the fast MC

package CMSJET has been used

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mSUGRA cross sectionmSUGRA cross section

For low m1/2 value main contribution from

In the domains with extremely high masses of associated production of with may dominate

q~q~ ,q~g~ ,g~g~

q~,g~

q~,g~ ~,~0

Main issue: search of strongly interacting sparticles

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Inclusive analysesInclusive analyses Main strategy: try to look for an excess of events over SM bkg Apply kinematical cuts to distinguish signal from bkg

Etmiss,Njets ,Nb-jets ,Niso-lep

Final states: Et

miss + jets No lepton + Et

miss + jets 1 l + Et

miss + jets 2 l OS + Et

miss + jets 2 l SS + Et

miss + jets 3 l + Et

miss + jets Chosen criterion of signal observability

Cuts optimized in order to maximize mSUGRA scenario: explored the CMS mass reach in the (m0, m1/2)

plane for different tan values p-MSSM scenario: explored the CMS mass reach in the ( )

plane for different values

5BS

Sσ

qgMM ~~,

)Aμ,, tanβMMM,(M 3A,2,1,~

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CMS reach vs integrated luminosityCMS reach vs integrated luminosity

Expected squark-gluino mass reach with CMS

1.5 – 1.8 TeV with 10 fb-1

2.3 – 2.5 TeV with 100 fb-1

2.6 – 3.0 Tev with 300 fb-1

2.8 – 3.2 TeV with 1000 fb-1

A0=0, tan=35, >0

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Un approccio diverso…Un approccio diverso… Studi esclusivi: cercare di ricostruire le sparticelle a

partire da una particolare catena di decadimentoProposed Post-LEP Benchmarks for Supersymmetry (hep-ph/0106204)Proposed Post-LEP Benchmarks for Supersymmetry (hep-ph/0106204)Proposed Post-LEP Benchmarks for Supersymmetry (hep-ph/0106204)Proposed Post-LEP Benchmarks for Supersymmetry (hep-ph/0106204)

Occorre selezionare dei punti di benchmark in cui effettuare la ricostruzioneSono stati proposti diversi benchmark pointsI più aggiornatihep-ph/0202233 tengono conto dei costraint LEP, b->s, a

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A GEANT picture of a SUSY eventA GEANT picture of a SUSY event

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Ricostruzione di squarkRicostruzione di squark Al momento come ricostruzione esclusiva c’è solo il

lavoro di Massimiliano per sbottom e squark

Ricostruzione solo a livello di fast simulation -> il prossimo step è passare ad ORCA

p

p

g~

b~

b

b

01~

02~ ~

Punti: B, G con l=e,

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First step: First step: 2200 l l++ll- - 11

00

02~ 0

1~

~p

p

g~

b~

b

b

01~

02~ ~

SUSY SUSY + SM

10 fb-1

)μM(μ )eM(e -

Z+jet

tt

~

2

χ~2~

2~

2

χ~max

M

)M)(MM(MM

01

02

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End-pointEnd-point Ricostruzione di sbottom, squark e

gluini fatta studiando l’end-point della distribuzione Mll con l = e,

Per tan elevati il decadimento in domina e quindi occorre considerare questo canale

Sempre per valori elevati di tan la produzione di 3

0 con 30 Z 0

1,2

diventa significativa (BR 30%)

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Tutto il regime a grandi tan(>10) è da studiare in dettaglio

3

0 Z 01,2

20 Z 0

1

2 Z

1 canali con chargini più difficili per la presenza di nello stato finale

20 h 0

1, h bb

Tutti questi canali possono servire per studiare stand alone o combinati per ricostruire squark e gluini

Possibili studi dell’end-pointPossibili studi dell’end-point

01

02

~ ~~

01

02

~ ~

Rate Z ll e < pTZ> sensibili a M2

11

~ ~

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Altri canaliAltri canali Stop

Gabriele ha dimostrato che è possibile mettere in evidenza un eccesso di stop

Nessuna ricostruzione esclusiva dello stop è stata finora effettuata

Produzione diretta: Decadimenti in cascata da gluini: Ricostruzione difficile a causa dell’alto fondo SUSY

Sbottom

Produzione diretta di sleptoni

rate del processo e distribuzione in pT dei dileptoni informazioni sulla massa dello sleptone

bχ~ t~ o tχ~ t~ ,t~

t~ 101

ttχ~ tt~g~ 0

1

tχ~ b~

1

01LLL

** ~ ,~~Z,γ qq Coppia di leptoni SFOS acoplanariGrande ET

miss

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Probability to find N b jets per mSUGRA Probability to find N b jets per mSUGRA eventevent

N1 N3

ET50 GeV||< 2.4

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Leptons in mSUGRA cascadesLeptons in mSUGRA cascades

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Commenti finali…Commenti finali… Sono solo alcune idee su possibili studi e ristrette

volutamente al solo mSUGRA Ovviamente esistono mille altri canali/modelli su

cui è stato fatto davvero poco L’idea è quella di considerare questa presentazione

come un punto di partenza per una discussione Dai pochi esempi risulta chiaro l’impatto di molti di

questi canali su b-tau (btagging, tau tagging, jet reconstruction, etc.)

Il mio messaggio: SUSY è un capitolo molto importante della fisica di CMS, c’è molto da fare, ci sono molti canali che possono essere di interesse per il b-tau ma ci sono poche persone che ci lavorano…