Canali di Fisica e CMS Italia
Preparazione delle analisi di fisica per
il primo run di CMS
Bologna 23 Novembre 2006
RT
La Fase Post-PTDR
e Post-CPT e’ iniziata
• Physics TDR Vol. 1 (completato Feb 06)
– Procedure di Allineamento e Calibrazione
– Physics Tools
• Physics TDR Vol. 2 (completato Lug 06)
– Canali di Fisica, tipicamente per 10 fb-1 e piu’
• CSA06 completata con successo
– Il Computing Model di CMS verificato in condizione di
analisi non-caotica
CMS Notes 2006 con autori INFN
• Totale di 29 CMS Notes nel 2006, vedi
http://tenchini.home.cern.ch/tenchini/CMS_Note_Italiche_Anno_2006.html
Physics tools
Physics Channels
Muon
3
Higgs
7
elec-g
4
QCD
1
tau
1
TOP+ew
5
Tracking
2
SUSY
2
B-tag
3
B-phys
1
Analisi CMS in Italia e Physics Tools di interesse
mu
e
b tag
tau
jet rec/eflow Met
y
PD
H-->WW-->2mu+X
MI
H-->WW-->2e+X
FI
H-->ZZ-->4mu
RMMI
H-->ZZ-->4e
BA
H-->ZZ-->2e2mu
y
BO
bbH/A-->2mu
y
PI
bbH/A-->2tau
y
y
y
y
y
y
y
y
PGPIPVNA ttH
y
y
TO
VV fusion
y
y
PI
single top (t,s,Wt)
PI
top mass semilept
PI
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
t-->Zq (FCNC)
y
y
BOPI
top adronico
y
y
MI
massa W
MIRM
Z prime -> e+e-
FI
B0-->J/Psi Phi
y
y
y
y
y
In neretto se esiste nota attualmente completata.
y
y
Analisi CMS in Italia e Physics Tools di interesse
Mu
e
b-tag tau
CT
SUSY Chi, sb, gluino
y
y
CT
SUSY Chi2->Z Chi1
y
y
MI
qq,gg-->G fotone/jet
RM
pp-->ChiChi 2 fotoni
MI
chi2chi2->2e2mu + MET
MI
PI
PG
qq,qg->gG
heavy charged part
Underlying event
jet/eflw MET
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
y
In neretto se esiste nota attualmente completata.
In pratica per tutte queste analisi si desiderano almeno 10 fb-1
Eccezioni:
• Sezione d’urto ttbar e single top canale t ~ 1 fb-1
• Studi propedeutici alla massa del W
• Susy con endpoint leptoni
Lo stesso e’
vero per CMS
in generale
Preparazione per la Fisica nella
fase iniziale
• La fase PTDR Vol. I e II e' completata.
• L'obbiettivo e' ora prepararci ai primi 100 pb-1,
senza scordare che le nostre attivita' dovranno
poi scalare a luminosita' superiori.
• Da capire :
– le attivita' di calib & allineamento iniziali,
– i canali di fisica interessanti con 100 pb-1 ,
fino a 1 fb-1 (il 2008 “nominale”)
– le stream di trigger che consideriamo strategiche per
le nostre attivita'
Inviate tre domande a ogni Sede
a) quali, tra le analisi a cui abbiamo
contribuito per il PTDR Vol. II, vogliamo
continuare per il 2008.
b) a quali, tra le analisi a cui non abbiamo
contribuito, desideriamo partecipare,
perche' ci rendiamo conto che sono
attraenti per la fase iniziale di LHC
c) quali sono le idee nuove o i soggetti non
sviluppati a sufficienza nel Vol. II
Torino
• Fase iniziale :
per scala energia e allineamenti
(tracker, camere mu)
Z    
Z  ee
W  
• Produzione Higgs in gg fusion e VV fusion
decadimento in
H  ZZ  4 leptoni
• Fisica Diffrattiva (CMS-Totem)
Milano
• Continuare lo studio di
W  e
per capire le sistematiche di ECAL, obbiettivo misura
iniziale della Massa del W
• Nuovi interessi:
–
–
–
–
–
Canali Higgs/BSM in tau
Modelli ADD in extra dimensions
Lepton Flavour violation (taueg , eg)
Fisica del B
produzione J/psi e Upsilon
• Tools: Allineamento pixels, electron reconstruction,
particle flow
Pavia
• Contribuito a ttH , H  bb
– Passare a fisica del top
• Contribuito a qqH , H  
– Interesse in canali Higgs con tau
• Tools : iniziati studi di tracciatura
nell’ambito dell’attuale btau
Padova I
• Continuare lo studio di
estendendo a
H  WW  2 2
H  WW  e
H  WW  ee
• Nuovi interessi:
– Estrazione segnale W/Z (per calibrazione e
allineamento, gia’ iniziato per CSA06)
– H  WW   2 non su PTDR, Trento.
Padova II
• Nuovi interessi:
– Top dileptonico
– Higgstrahlung WH (ZH)   (2  )  2b - jets
– Vtb da single top
*
W  tb  
– Zg con Z  bb per la scala di energia dei b-jet
Trieste
• Responsabilita’ nel DQM e Simulazione
di ECAL
– Da continuare per ECAL commissioning
• Interesse ai canali con elettroni
– In particolare decadimenti semileptonici top
Bologna
• Continuare con Higgs SM H  ZZ  4
e MSSM
bbH , H  2
•
•
•
•
Continuare con Top Adronico
QCD
Technicolor
Trigger dimuonico inclusivo
(J/psi, Z, etc.)
• Interesse generale su dimuoni
come tool (Z e ZZ, DY, Z’,
Higgs)
Firenze
• Interesse a fisica Modello Standard nella fase
iniziale per comprendere e calibrare il tracker
–
–
–
–
Z+jet
W+jet
J/psi con interesse per il Trigger
Interesse per SUSY
Bs  J/ 
Pisa I
• Fisica con il top
– Single top canale t
– Top semileptonico e dileptonico
– Risonanze ttbar
• Fisica con il tau
– Higgs SM e BSM in tau (incluso Higgs carico)
– Susy: coppie tau ed endpoint spettro
• Fisica BSM con leptoni isolati
– Z’ in coppie di mu e tau
– Susy: dileptoni e endpoint spettro
Pisa II
• Ricerca di particelle ad alta ionizzazione nel
tracker (R-hadrons)
• Tools
–
–
–
–
–
B tagging
Tau tagging e tau trigger
Particle flow
J/psi per allineamento tracker e calibrazione dE/dX
Mu id.
Perugia
• Analisi dei Minimum Bias e Underlying Event
– Forte interesse per la fase iniziale
• Canale ttH: sviluppare tools e studiare canali
interessanti per la fase iniziale
– B-tagging
– Particle Flow
– ttbar+jet (studio fondi top+multijet)
• Fisica Top
– Misura frazione di decadimento in bW
– Generale interesse per canali semileptonici e adronici
• Fisica del B e HLT specifici
– HLT con J/psi
Roma I
• Canali connessi alla calibrazione di ECAL
– Z in e+e- per la calibrazione a lungo periodo
– Pi0 per calibrazione prompt
• Canali non standard contenenti elettroni
– Z’ in coppie elettroni
– Anomalie di spettro Drell-Yan, studio PDF
• Higgs SM
H  ZZ  4 e
H  WW  2 e 2
Roma II
• Top semileptonico
• Fisica dei jet (risonanze di-jet)
• Segnali con fotoni
– SUSY GMSB
– Neutralino  Gravitino + g
– Prepararsi a H  gg
Frascati
• Fisica del b
con J/psi in 
Bc  J/ 
Bs  J/ 
• Calibrazione rivelatore con Z   


Napoli
• Produzione di W e Z per misura sezione d’urto
• Utilizzo W e Z per identificazione mu
• Produzione di multi-bosoni (ZZ, WZ, etc.)
BARI
• Fase iniziale :
per calibrazione e allineamenti
(tracker, camere mu)
Z   
W  
• Coppie di bosoni WZ e ZZ
• Ricerca di Higgs
H  ZZ  2e2
WW (in VBF con una W adronica)
H
• Z’--> 2µ
• SUSY (chargini e neutralini da
 squark)
decadimenti di
Catania
• Continuare SUSY
– Ricostruzione squark e gluini
– Endpoint dello spettro da coppie leptoni
• Fondi QCD vs criteri isolamento
• Controllo mappatura campo magnetico con K0
La Rete dei Canali di Fisica
in CMS Italia
-W, Z
-Top
-Higgs
-SUSY
-Z’, extra-dim, etc.
-QCD
-B phys, J/psi, Y
La Rete dei Physics Objects
in CMS Italia
-Elettroni
-Mu
-Tau
-Particle Flow (Jet)
-B tagging e
Tracciatura
Commenti e proposte
per Linee Guida (I)
• Lo scopo di LHC e’ la scoperta del bosone di
Higgs e di fisica al di la’ del Modello Standard.
– Il programma di analisi dei dati, e la scelta dei canali
di fisica, devono essere focalizzate a questi obbiettivi.
• Per l’Higgs SM esiste una strada ben definita
• Per fisica BSM il panorama e’ piu’ articolato
– Necessario approccio a larga banda, basato su
segnature promettenti
Commenti e proposte
per Linee Guida (II)
• La luminosita’ int. nel 2008 sara’
verosimilmente  L  1 fb
• La proiezione dei risultati del Vol. II del PTDR
(ricostruzione completa, fondi abbastanza
realistici) su  L  1 fb da
-1
-1
•
•
•
•
•
•
•
Misure topologiche (molteplicita’ di tracce, etc.)
Fisica dei Jet
Fisica del B
Misure con W’s and Z’s
Tanta fisica del top
Un po’ di Nuova Fisica con tanta fortuna.
Scordiamoci l’Higgs, tranne un paio di casi fortunati.
The Higgs Boson is for higher
luminosities
(unless some special cases…)
Commenti e proposte
per Linee Guida (III)
• Il lavoro deve indirizzarsi, nella fase iniziale, allo
studio dei processi non-rari, al fine di sviluppare
e padroneggiare gli strumenti di analisi (physics
objects) con l’obbiettivo di effettuare misure e
scrivere pubblicazioni di fisica gia’ nella fase
iniziale.
• Una scelta oculata delle segnature (e un po’ di
fortuna ...) permettera’ di non lasciarsi sfuggire
segnali nuovi gia’ presenti a bassissima
luminosita’ e di prepararsi a quelli possibili solo a
luminosita’ piu’ alta.
Commenti e proposte
per Linee Guida (IV)
• I canali proposti dalle varie sedi sono
un’ottima base e corrispondono ai criteri
• Va mantenuto peso su canali strategici per
la fase iniziale
– J/psi, W e Z leptonici
– Top (in particolare dileptonici e semileptonici)
– SUSY da dileptoni + jet + met
– Risonanze in dileptoni (Z’, KK excitations, Gravitons, etc.)
Commenti e proposte
per Linee Guida (V)
• Va mantenuto peso su physics objects
strategici
– Elettroni e Mu
– Jets (Particle Flow)
• L’Higgs SM non e’ per il 2008, ma e’
strategico
Commenti e proposte
per Linee Guida (VI)
• A queste espressioni di interesse vanno
allegati nomi  Per meeting Napoli
• La decisione sui canali ha conseguenze
per le nostre richieste sulla distribuzione
dati a nostri Tiers  Trigger Streams
• Trovare modi per sfruttare le evidenti
sinergie tra sedi
• Scrivere documento con Linee Guida