Valli Nascoste in Atlas
Stefano, Guido, Lucia, Carlo, Daniele,
Barbara, …
+
UoW Group: Henry, Matt, Giuseppe, Laura,
Daniel
S.Giagu - Atlas Roma Analysis Meeting - 061206
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Cosa e’ un Hidden Valley
Matt Strassler, K.Zurek, et Al…
What is a hidden valley? A hidden valley has a few key features, but in simple
(and simplistic) language, it is a hidden sector that is about to be found. It
contains relatively light particles that one might think would already have been
seen, but some barrier (perhaps energetic) has prevented us from finding these
particles up to now. This barrier is about to be breached.
•
•
•
Settori nascosti con effetti visibili previsti da
modelli top-bottom: ex. (super)stringhe
Fenomenologia spesso distinta rispetto a
altri (piu’ noti) modelli di NP: ex. SUSY,
little-Higgs, ExtraD, GMSW, RandalSundrum, …
Scenari previsti dai modelli di HV:
Energy
– consistente con le misure di precisione ai
collider
– in grado di spiegare effetti cosmologici
osservati
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Inaccessibility
HIddenValley: approfondimenti
Per approfondimenti:
- Matt Strassler: seminario dipartimento mercoledi’ prossimo:
Theories of Nature, and the Nature of Theories
The biases of theorists have shaped the experiments at the LHC, and have
influenced the experimental studies that have been done to test the detectors'
capabilities. This may not be a problem. But in the last few months before the
LHC begins taking data, it may be wise for us to consider that nature might not
share those biases, and to explore how the phenomenology at the LHC might
differ from what is typically expected.
Doc: hep-ph/0604261, hep-ph/0605193, hep-ph/0607160
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HV: fenomenologia
Esempio semplice (ma non esiste un HV minimale!) : SM  SMU(1)’SU(nv)
Communicator
Z’ da U(1)’
Standard Model
SU(3)xSU(2)xU(1)
Hidden Valley
Gv with v-matter
QCD-like confinata ad
una scala 1GeV<Lv<1TeV
Alternativamente:
Higgs, LSP of SUSY models, Neutrini Massivi Sterili, …
Inoltre vi possono essere comunicatori diversi per produzione e decadimento
Segnature comuni:
- High-multiplicity final states (possibly all-hadronic)
- Highly variable final states
- Many low-momentum partons
- Unusual parton clustering
- Breakdown of jet/parton matching
- Sharp alteration of Higgs decays and of SUSY events
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HV: decadimento
• Two-Light Flavors Scenario (2LF):
–
–
–
–
mU~mC << Lv  fisica simile alla QCD
Particelle piu’ leggere: v-pions: p0v e p±v
Molti v-adroni che decadono rapidamente in v-pioni
Tpicamente p±v stabili (invisibili), a meno di presenza di FCNC
(p±v  p0vff con (p±v)>>(p0v))
pv0  (Z’)*  f f
pv0
Z’
b
b
BR  mf2  decadimento dominante in quark b (e mesoni tau)
(p0v) puo’ essere grande (10 fs a 5 ns)  vertici displaced possibili
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HV: produzione
q
Z’
q
pv
+,
pv
- ;p o
v
Qv
Qv
100 ev/anno
pv+ , pv- ;pvo
For a particular model.
Others may differ by
~ factor of 10
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Work-in-Progress nel gruppo di Roma
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• Generatore MC HV: (Matt, Stefano)
– Supporto alla versione standalone di Matt
– Ntuplizer per studi generator-level e QuickSim
• HV-Gen  HEPEVT  Root-Ntuplizer
– Porting in Atlas:
• HV-Gen  LesHouchesOut  HV_i package
• Quick-Simulation: (Guido, Lucia, Daniele, Stefano, Carlo)
– Tracking-package (Guido, Lucia)
– Event-display (Daniele)
– Trigger simulation:
• LV1 Muon-trigger (Lucia, Guido)
• LV1 Energy-trigger (Carlo, Stefano)
• Studi di Fisica: (Tutti)
– Produzione campioni rappresentativi di eventi MC
– Ottimizzazione delle strategie di trigger
– Analisi offline prototipale
Ref: http://www.roma1.infn.it/people/ciapetti/hiddenvalley/
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HV-Generator: status
• Versione 3 disponibile: (Matt, Stefano)
– Basato su Pythia:
• evoluzione QCD riscalata a Lv (OK solo se Mpv << MZ’)
– Solo 2LF model
• p±v stabile ed instabile
• Tevatron/LHC setup
– 4 parametri: MZ’, Mp0v, t(p0v), t(p±v)
– Porting in ATLAS completato (SG private version)
– Root-Ntuplizer disponibile
• Next step:
– Versione 4: prima di Natale: versione finale 2006 per ATLAS
– Versione 5: ~6 mesi: con S.Mrenna: nuova versione che includera’ in
maniera generale diversi scenario di comunicatori HV (SUSY, Higgs, …)
+ modelli generali a piu’ flavors 
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Quick-Sim: Tracking Status
• Tracking-software: (Lucia, Guido)
– ROOT-macro stile
– Organizza le particelle in vertici e tracce originanti da tali vertici
– Traccia le particelle in una versione semplificata della geometria
(cilindroidi) e dei campi magnetici di ATLAS
– Ferma le differenti particelle nei vari detector
– Produce liste di hits nei vari detector e output file per event display
• STATUS: V2 disponibile
(solo mu-trigger)
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10
Quick-Sim: LV1 Trigger Status
• µ-Trigger: (lucia, Guido)
1.2
1
efficiency
– Usa gli hit prodotti dal package di
tracking
– Versione semplificata del algoritmo
di trigger (low e high-pT)
– Solo barrel (troppo difficile riprodurre
B nella regione di transizione)
– Status: pronto
Level 1 Trigger efficiency
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
20
pt gev/c
• energy-Trigger: (Stefano, Carlo)
–
–
–
–
Usa gli hit prodotti dal package di tracking
Granularita’ reale dei dati di trigger, risoluzione smearing G(TDR)
e/, h/, Jets, sumEt, missEt, algoritmi completi implementati
Sviluppo sciami: schema semplificato
• tutta l’energia rilasciata a tmax, sviluppo laterale simmerico circolare
– Modulo di decisione: Trigger-menu’ – style
– Status: package pronto, debug/validation step
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Event-Display: Status
• Versione 2.5 disponibile: (Daniele)
– Visualizzazione particelle di stato finale
• Layout (semplificato) di ATLAS
• Viste X-Y, X-Z e Z-Y
• Possibilita’ di selezionare/deselezionare parti di rivelatore, verici etc…
– Visualizzazione dei pv e dei mesoni B/tau intermedi
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Studi di Fisica:
• Campioni eventi disponibili:
– 4 set di parametri rappresentativi
– 1000 eventi/set-parametri, generati e ntuplizzati
“Classic”
“Anemic”
“Easy”
“Non-prompt
p±v”
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Il caso “facile”: 5ps
#µ triggerati (low and high-pT)
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5ps evento #1
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5ps evento #1
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5ps evento #43
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Un caso piu’ “difficile”: 100ps
#µ triggerati (low and high-pT)
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100ps evento #17
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Ed ora l’”impossibile”: 5ns
#µ triggerati (low and high-pT)
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5 ns
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5 ns
21
5 ns
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Plans
• < 2006:
– HV-Generator 4
– Finalizzazione Quick-Sim/Tools
•  Atalas TP-week Marzo 2007:
– Studio sistematico ottimizzazione trigger
– Analisi prototipale
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