1o Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE
Studio di rivelazione del beauty
nel canale semielettronico
Rosario Turrisi
Università & INFN - Padova
in collaborazione
con F. Antinori, A. Dainese, M. Lunardon
Sommario







Motivazioni
Sezioni d’urto
Strategia di rivelazione
Stima del rapporto segnale/fondo
Studio dell’errore statistico e sistematico
pt: dall’elettrone al B
Conclusioni e prospettive
Motivazioni

Motivazioni generali: v. presentazione F. Antinori

Misura inclusiva del canale be+X:

misura relativamente semplice e accurata della sezione d’urto

sonda del mezzo:

perdita d’energia dei quark, confronto b-c- (cf. presentazione A.
Dainese)

stima del fondo di BJ/ per lo studio della soppressione della J/

normalizzazione naturale per le 
Sezioni d’urto

ALICE baseline:

calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5

estrapolazione a PbPb, shadowing secondo EKS98
variando F,R
la sezione d’urto varia
entro un fattore ~ 4
Mesons multiplicities
~0.85 B  eX
Entro l’accettanza: ~0.22
D0/ D0
B(s)+ b
pp
0.19
0.0143
PbPb
140
9
Strategia di rivelazione
Fondi principali:
  identificati come e




Dalitz decays
elettroni da charm
conversioni nei materiali
decadimenti di particelle
strane



0.22 e da beauty
~103 e da altre sorgenti
~104 

Elementi chiave:


separazione e/
d0 = parametro d’impatto

val. ass. della minima distanza della traccia dal
vertice primario nel piano trasverso

i mesoni B hanno c ~ 500m !
pt , più elevato per il beauty
dopo tracciamento!
a. u.
norm. all’integrale
a. u.

norm. all’integrale
(Mis)identificazione dei 
TRD+TPC
TRD
PIDPID
NO PID
pT>1 GeV
pt>1
Studio su simulazione

Beauty, Charm: Pythia6, CTEQ4L




Underlying event:




produzione forzata (MSEL=5, 4)
e± stats: 5.2106 da beauty & 2.3106 da charm
nell’accettanza del barrel (|y|<1), distribuiti in 150
supereventi di AliRoot ad alta densità per tenere conto
automaticamente dell’efficienza di tracciamento
decadimento semi-elettronico forzato (dati corretti per B.R.)
HIJING default, i.e. dNCH/dy (y=0) =6000
2 104 events
tracciamento: parametrizzazione della TPC + KF nell’ITS
Tutti i campioni sono stati normalizzati a 107 eventi
Rapporto S/B


d0 più efficace sul fondo di  ed e non-charm
pt più efficace nella soppressione del charm
solo fondo di charm
Applicata solo la
PID combinata
finestra in d0:
[200,600] m
rigetto del fondo
non-charm
rigetto del fondo
da decadimenti di
stranezza
tutti i fondi inclusi
Stima dell’errore statistico



E
Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di
beauty ottenuto con l’analisi di 107 eventi centrali (5%) PbPb
È sempre applicata la condizione 200d0600 m
È calcolato come segue:
7 eventi PbPb
10
T=conteggi totali nel bin
rel
stat
T

S
S=conteggi da beauty
Stima dell’errore sistematico

Errore sistematico:
1.
2.
2.
errore sulle correzioni MC (accettanza, efficienza) ~ 10%
indeterminazione sulla resa del charm
Si è supposto di determinare il contributo del charm allo spettro di
e assumendo la sezione d’urto ottenuta con la misura delle D0
errore % sul charm

Errori valutati per il charm:





statistico, <5% , pt 5 GeV/c
correzioni MC, 10%
B.R. D0, 2.4%
rapporto D0/ D+ ~4%
altri, non inclusi:

sistematico sulla BD


da stimare una volta
determinato il rapporto b/c
centralità

da stimare, influisce su b e c
pt degli elettroni da charm
Qualità della misura
107 eventi PbPb
200d0600 m

Spettro in pt di elettroni da
beauty con errore totale che
include:



l’errore sistematico da
estrapolazione del charm
l’errore statistico
errore sulle correzioni MC
b’s electrons

Rapporto S/(S+B)

Contributo bce:

b’s electrons
~20%, aumenta probabilità di
rivelazione, effetti sullo spettro a
basso pt (da valutare)
Distribuzione integrata in pt dei B(1)

Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1* (in fase di
studio anche per b in ALICE)
N e B (F e ) MC
 dN B / dy ( ptB  ptmin )
F e  { , pt , d 0 }
dN B / dy( p  p
B
t



min
t
)  F MC  NeB (Fe ) / BR ( B  eX )
Data Fe, F dipende da ptmin
In generale, F introduce un errore sistematico originato dalla
forma della distribuzione in pt dei B assunta nel MC
Si è cercato di minimizzare questo errore
*C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B213 (1988) 405
C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B256 (1991) 121
Distribuzione integrata in pt dei B (2)

Calcolare F vs ptmin per varie forme dello spettro (diversi pQCD params, shadowing,
fragmentation func.)

L’errore sistematico può essere minimizzato con una scelta opportuna di ptmin !
Distribuzione integrata in pt di B nel y
107 eventi PbPb
|y|<1
2 < pte < 16 GeV/c
Estremi dei bin in pt
degli elettroni:
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
7.0
9.0
12.0
16.0
Conclusioni e prospettive

Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico:



condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95%
misura con 2 < pt < 16
errore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( pt>12 GeV/c)



errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione
d’urto delle D0
stimato lo spettro di mesoni B: alti pt a portata di mano (>20 GeV)
Prossimi sviluppi:



estensione dello studio a canali più esclusivi (B   +D+X)
stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione
bce (in realta` migliora la statistica
studio dello spettro in pt finalizzato all’energy loss
Stima della contaminazione bce


Simulazione dedicata, ~106 eventi di PYTHIA inclusivi di
tutti i canali di decadimento
Conteggio degli elettroni del processo bce nella finestra
cinematica usata per l’analisi



Effetto: aumento della probabilità
di conteggio di un evento beauty
Probabilità di pile-up trascurabile
Work in progress: effetto sullo
spettro
Tecnica di identificazione di e
-eff vs e-eff

Transition Radiation Detector:

separazione e da  e particelle più
pesanti (K, p)
efficienza per pioni vs pt
dNCH/dyy=0 =6000  e0.01 fissato eel=0.9
appross. costante con il pt in un ampio intervallo
TPC per la separazione e/


Le particelle più pesanti di elettroni e pioni
completamente rigettate tramite il TRD.
Mediante una scelta opportuna dell’intervallo di dE/dx
nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/
Estrapolazione dell’errore all’ultimo bin
Impact parameter of conversions
Due to pair production topology and
our d0 definition, g conversions in the
material have mostly d0 <0
e's from h
pT> 1 GeV
d0 resolution parameterization
7 samples of 500 e injected in full HIJING-cent2 events
at PT = 0.25, 0.39, 0.67, 1.19, 2.36, 4.00, 6.00 GeV
fully reconstructed and tracked
transverse impact parameter (d0) spectra have been fitted
with 2 gaussians and the trend of the 6 constants against PT
parameterized
Impact parameter signs
d0 spectra from e's
impact parameter [cm]
sigma [cm]
Parameters fit: widths
2nd gaussian
1st gaussian
 res. in rj
pt correlation b-B and B-e