Status dell’attività software
a Perugia
Livio Fanò
CMS PG-Soft: L.Fanò, M. Biasini, R. Santinelli, D. Benedetti
INFN e Università degli Studi di Perugia
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Sommario
HL-bT (high level b-trigger)
implementazione del HLT
(b-trigger team!)
applicazione al ttH, Hhh
Energy Flow – Jet reconstruction
Decadimenti rari del Tau
Preview gb -> bh -> bbb
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
HL-bT
come funziona?
Condizione di stop
sul numero di
hits per la
ricostruzione
(5)
Definizione di una
regione di
interesse
attorno alla
direzione del jet
di L1 (DR<0.4)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
HL-bT: attività in corso
“relazioni”
Algoritmo di trigger
Applicazioni
Nota
DAQ
TDR
ttH
Hhh
Note
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
HL-bT
applicazioni
Il canale ttH nello scenario di bassa
luminosità
Il canale H->hh in quello di alta e bassa
luminosità
Per entrambi:
Schema dell’evento
Rate di trigger energetico (lvl1)
Rate per trigger combinati (energy + HLb-T)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
ttH -> bbbbjjjj
Difficoltà principali:
•b dall’Higgs sono poco energetici
•8-jets nello stato finale sono
difficili da manipolare
•Alcuni vecchi studi in fast
simulation mostrano la possibilità
di raggiungere un S/√B = 3.5
Low Luminosity
scenario
11/10/2002
•Qual’è l’effetto di un HL-bT ?
TISB – Livio Fanò
La descrizione dei campioni
Segnale
1000 ttH -> jjjjbbbb generati
PG-Farm
1000 H -> hh -> bbbb generati
Pythia 6.158
Framework
cmsim125
CMS
ORCA_6_1_0
Impegnata nella
Produzione e/g estiva!
Fondo QCD
PT-hat 30 – 170 GeV (Bassa luminosità)
PT-hat 50 – 170 GeV (Alta luminosità)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Efficienza di selezione del ttH e
rate di QCD – trigger energetico
Con 4 jets con ET > 50 GeV
L’efficienza del segnale è ~ 60% mentre il rate QCD è ~ 200 Hz
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Efficienza di selezione del ttH e
rate di QCD – b-trigger
Parametri b-trig:
5 hits track reco
0.4 cone
2 GeV pxl line Pt cut
b-tag:
2 Tracce con
SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5
1 tagged jet:
20 Hz QCD rate
con
55% eff sig
Low stat!
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
No Staged!
Hhh (MSSM)
gg -> H -> hh -> bbbb
s = 6.10-2 pb
mh = 112 GeV
mA = 300 GeV
tan b = 10
I 4 b sono poco energetici:
Il trigger calorimetrico di L1
su 4 jets potrebbe essere
inutilizzabile
pythia!
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Hhh Efficiency and QCD Rate
trigger energetico
High Luminosity
QCD rate
PT-hat 50-170 GeV
Richiedere 4 jets con ET > 30 GeV implica:
L’efficienza del segnale è ~ 30%
mentre il rate di QCD HL è ~ 100 KHz (Low Lumi ~ 10 KHz)
E’ necessaria una strategia di trigger alternativa
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Trigger Energetici – Bassa Luminosità
• Trigger 1 –leggero– 1 jet con Et > 171 GeV OR
– 3 jets con Et > 38 GeV OR
– 4 jets con Et > 33 GeV
Efficienza segnale 57%
QCD rate ~ 10.5 KHz
• Trigger 2 –più duro– 1 jet con Et > 171 GeV OR
– 3 jets con Et > 72 GeV OR
– 4 jets con Et > 52 GeV
Soluzione possibile: trigger
leggero + b-trigger
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TISB – Livio Fanò
Efficienza segnale 15%
QCD rate ~ 460 Hz
Efficienza Hhh VS Rate QCD (LL)
b-trigger
b-tag:
b-trig:
5 hits track reco
0.4 cone
2 GeV pxl line Pt cut
2 Tracks with
SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5
3 Tagged jets
ET
> 38 GeV OR
4 Tagged jets
ET
> 33 GeV OR
Trigger energetico 2
Efficienza segnale 28% (15%
QCD rate ~ 500 Hz (460)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Efficienza Hhh VS Rate QCD (HL)
b-trigger
b-tag:
b-trig:
5 hits track reco
0.4 cone
2 GeV pxl line Pt cut
2 Tracks with
SIP2D>0.5,1,1.5,2,2.5
3 Tagged jets
Et > 64 GeV OR
4 Tagged jets
Et > 56 GeV OR
Trigger Energetico 2
(+60% threshold)
Efficienza Segnale 5%
QCD rate ~ 1 KHz !
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Conclusioni
• ttH (bassa luminosità)
E’ possibile abbassare il rate di QCD da 200 Hz a
20 Hz selezionando ancora il 55% di eventi di
segnale
• Hhh (bassa e alta luminosità)
Il rate di QCD si abbassa da 10KHz a 500 Hz
continuando a selezionare il 28% (Bassa
Luminosità) di eventi di segnale
1 KHz di rate di QCD ad alta luminosità è ancora
troppo alto!
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Futuro prossimo
• Canale ttH
Una strategia di trigger puramente energetico piu’
sofisticata potrebbe aumentare l’efficienza di
selezione del segnale
La ricostruzione offline dell’evento deve essere studiata
• Canale Hhh
E’ necessaria maggiore statistica
Investigare il potenziale fisico di bassa luminosità
Lo scenario di alta luminosità deve essere studiato più
approfonditamente
E’ necessaria un’ottimizzazione della ricostruzione dei
jets (algoritmi differenti?)
Per entrambi i canali la presenza di un b-tag leptonico
potrebbe migliorare i risultati
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Energy Flow
L’idea:
Jet
Calo
La misura in PT fatta dal tracker
rimpiazza quella calorimetrica
(stimata con la tecnica e/pi) per le
tracce all’interno del cono del jet
Se le tracce sono “soft” la misura del
tracciatore viene semplicemente
aggiunta
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
JetPlusTracks.cc
Esisteva una “protoclasse”:
My_jet JetPlusTracks::correct(My_Jet&,
Vector<EcalPlusHcalTower>&, RecCollection<TTrack>&)
Come lavora il metodo:
loop sulle tracce:
- controlla lo stato della ricostruzione
- propaga la traiettoria della traccia nel calorimetro
- calcola l’impulso della traccia
- se interagisce con il calorimetro controlla se la traccia
è dentro il cono di definizione del jet
- se dentro sottrae la risposta attesa (e/pi) e aggiunge
la misura d’impulso della traccia
- se fuori aggiunge semplicemente la misura del
tracciatore
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Qualche risultato preliminare
La classe è stata testata su eventi QCD solo per tracce
all’interno del cono di definizione del jet
(QCD events with 50-170 GeV PT-hat )
Misura solo calorimetrica
ET(calo) / ET(MC) = 0.88
(sE/EMC ~ 0.13)
Calorimetro + Tracciatore
ET(calo+tracker) / ET(MC) = 0.96
(sE/EMC ~ 0.13)
I jet sono ricostruiti con il
cone algorithm (0.7)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Qualche risultato preliminare
La “stabilità” della correzione
ET(calo+tracker) / ET(MC)
ET(calo) / ET(MC)
MC Jet Energy
L’effetto è stabile nell’intervallo 40 – 200 GeV ET
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Qualche risultato preliminare
Risoluzione
sET/ET
Intervallo di bassa ET
(40 – 80 GeV)
Il guadagno in risoluzione
è tra il 15% e il 30%
Risoluzione in ET solo calorimetrica
Risoluzione in ET Calo + Tracker
ET (GeV)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
The Partial Track Reconstruction
E’ in corso un update di PartialTrackFinder.cc (ora è presente solo
la stop condition sul numero di hits per la ricostruzione della
traccia):
Ci sono 3 metodi principali per la ricostruzione:
::GlobalReco()
tutte le tracce sono ricostruite nell’evento
::RegionalReco(double& etajet, double& phijet, double&
deltaR)
solo le tracce in una R.o.I. DR attorno alla direzione del jet
vengono ricostruite
::PartialReco(double& etajet, double& phijet, double& deltaR)
Le tracce sono ricostruite partendo da un seed di pixel lines
selezionate in una R.o.I. DR attorno alla direzione del jet
L’idea è di avere un interfaccia il più generale possibile che
fornisca sempre lo stesso oggetto come risultato:
vector<RecTrack>
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Sviluppi:
• Sono necessari ancora dei test usando la
ricostruzione completa (l’effetto delle tracce
“leggere”, samples di dati differenti…)
• Implementare il nuovo PartialTrackFinder
E’ già possibile studiare l’effetto della ricostruzione
parziale del tracciatore su algoritmi di energy flow
usando la classe modificata JetPlusTracks.cc
(secondo metodo di correzione) in:
/afs/cern.ch/user/l/liviof/public/sasha/JetPlusTracks.cc
• Studiare l’effetto su canali fisici (il maggiore
interesse viene da quelli con jet poco energetici
nello stato finale)
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Decadimenti rari del
t
t -> mmm
s(pp->t+X)=120mb
s(pp->W->t+n)=19nb
s(pp->Z->t+t)=3nb
s(pp->B->t+n+D)=24mb
BR < 8.4E-08 @ 90% CL
11/10/2002
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Decadimenti rari del
t -> mg
t mass
11/10/2002
t mass
TISB – Livio Fanò
t
Conclusioni –
decadimenti rari del t
E’ stato compiuto uno studio sulla
sensibilità di CMS ai decadimenti rari
del t -> 3m e t -> mg utilizzando la
catena completa di simulazione
Dopo un anno (10 fb-1) di presa dati si
ottengono i limiti al BR:
t -> 3m BR
BR
BR
t -> mg BR
11/10/2002
<
<
<
<
8.4E-08
7.6E-07
3.8E-07
1.0E-06
dal W
da Z
da B
(sempre 1 anno)
TISB – Livio Fanò
Preview: gb->hb (MSSM)
La produzione gg,qq -> hbb è sommersa dal bg
La produzione di un h insieme ad un b ad alto Pt
faciliterebbe la riduzione del bg
Recenti studi (hep-ph/0204093) suggeriscono
che l’accoppiamento gb->hb (NLO in QCD) è
di circa un ordine di grandezza maggiore di
gg,qq->hbb: per mh ~100 GeV ->
s(1b) = 200 fb e s(2b) = 6 fb
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Preview: gb->hb
PT jet
<jets> = 2.9
reco mh ~ 108 GeV
Et jet > 40 GeV
Pythia 6.158!
mh = 120
Cmsjet 4.704
reco mh ~ 110 GeV
Et jet > 40 GeV
11/10/2002
TISB – Livio Fanò
Documenti in preparazione:
Decadimenti rari del t
ttH, Hhh
Contributo al DAQ TDR (+nota)
Energy Flow
11/10/2002
TISB – Livio Fanò