M. Aharrouche page 1 PAF 2007 Mesure de l’asymétrie avant-arrière dans les événements Z  e+e- Mohamed Aharrouche* (LAPP-Annecy ) Introduction Mesure de A FB Reconstruction des électrons vers l’avant Résultats Conclusions * Actuellement à l’université de Johannes Gutenberg

M. Aharrouche page 2 PAF 2007 Motivation  Mesure de l’asymétrie avant-arrière  Mesure de précision  Test du Modèle Standard ( i.e. universalité)  Production massive des Z au LHC  A la masse du Z  Détermination de l’angle effectif de Weinberg A FB = b(a – sin²(  eff )) J. L. Rosner, Phys. Rev. D 35 (1987) U. Baur et al. Phys. Rev. D57 (1998)  A haute masses  Sensibilité à différents scenarios de la physique au-delà du Modèle Standard: Observation possible d’une nouvelle physique

M. Aharrouche page 3 PAF 2007 Asymétrie  La partie faible du Courant neutre viole la parité  Asymétrie dans la distribution angulaire des fermions issus du Z  Asymétrie: probabilité de produire un électron à un angle  n’est pas la même de le produire à π-   Section efficace vs theta p p  e-e-

Méthode d’analyse  Choix du processus:  Z→μ + μ -  Détection des muons limitée en  Acceptance (|  | < 2.7)  Z→e + e -  Les électrons sont reconstruits jusqu’à (|  |<4.9)  Pas de détecteur de traces à |  |>2.5  Au moins un électron doit être dans la région centrale (|  |<2.5)  Charge oposée à l’électrons vers l’avant  Signal  Evénements de Z  e + e -  Background  QCD dijets (dominant)  Ttbar  Sélection:  Deux électrons à haut P T (P T > 20 GeV)  Fenêtre en masse M Z ±6 GeV  Energie manquante < 20 GeV  1 an a haute luminosité (100 /fb)  Simulation rapide (ATLFAST)  Simulation complète ( ESD) M. Aharrouche page 4 PAF 2007  =2.5 (|η e1 |<2.5, |η e2 |<4.9) (|η e1 |, |η e2 |)<2.5

A FB vs acceptance M. Aharrouche page 5 PAF 2007 (|η e1 |, |η e2 |)<2.5 (|η e1 |<2.5, |η e2 |<4.9) Direction du quark et Z coïncident  On suppose que la direction du quark est celle du boost du Z Asymétrie augmente d’un facteur deux dans le cas où au moins un électron est dans la région centrale

δA FB M. Aharrouche page 6 PAF 2007

Identification des électrons à haut η M. Aharrouche page 7 PAF 2007

Méthodologie  Analyse discriminante (multidimensionnelle)  Un lot de variables initiales  Moments du cluster  Variables définies et calculées pour chaque cellule du cluster  +autre types de variables  Choix du bon jeu de variables  Méthode itérative  Choix des analyses discriminantes  Calcul de l’efficacité en fonction du taux de rejet  Deux bins en eta sont considérés: EMEC (2,5<|  |<3,2) et FCal (3,2<|  |<4,9 )  Signal et bruit de fond (générés avec Pythia6.4):  Simulation complète du détecteur  Électrons du signal Z->ee  Jets de QCD M. Aharrouche page 8 PAF 2007

Variables (1/2) M. Aharrouche page 9 PAF 2007 SECONDLAMBDAN LONGITUDINAL Fraction de l’énergie dans la cellule la plus énergétique Moment d’ordre 2 M(di ) de la distance longitudinale di de chaque cellule i au centre de la gerbe M a (di)/ [M a (di)+M b (di)] Condition a: la distance des deux cellules les plus énergétiques = 0 Condition b: la distance des deux cellules les plus énergétiques = 10cm et la distance pour le reste des cellules = 0 EMEC FCal signal bkg.

Variables (2/2) M. Aharrouche page 10 PAF 2007 FIRSTENGDENS Moment d’ordre 2 L(ri ) de la distance latérale ri de chaque cellule i à l’axe de la gerbe L a (ri)/ [L a (ri)+L b (ri)] Condition a: la distance des deux cellules les plus énergétiques = 0 Condition b: la distance des deux cellules les plus énergétiques = 4 cm et la distance pour le reste des cellules = 0 Moment d’ordre 1 de la densité d’énergie: Energie/Volume de chaque cellule EMEC FCal

page 11 Méthode  pas à pas   Principe:  Choix à chaque étape i la combinaison des i (parmi N-i) variables donnant une meilleure efficacité à un taux de rejet donné, tout en gardant les i-1 variables trouvées dans l’étape i-1.  Étape 1: fraction de la cellule plus énergétique  Étape 2: + variable 3  Étape 3: + variable 5 ... EMEC FCal M. Aharrouche PAF 2007

Analyse discriminante M. Aharrouche page 12 PAF 2007 likelihood signalbkgd EMEC FCal

Résultats avec les données CSC M. Aharrouche page 13 PAF 2007

Résultats M. Aharrouche page 14 PAF 2007 Efficacité e-4 0.9e e-4 2.6e-4

Systématiques M. Aharrouche page 15 PAF 2007 MRST, hep-ph/ Estimation de l’erreur systématique provenant des PDFs, Etude de la variation de la mesure de l’asymétrie avec les PDFs correspondants aux 15(x2) valeurs propres de la matrice de covariance 150pb-1

M. Aharrouche page 16 PAF 2007 Conclusions  La détermination de l’angle de mélange faible avec une précision statistique de l’ordre de est possible  La reconstruction des électrons vers l’avant du détecteur est nécessaire avec une efficacité meilleure que 50% (et un taux de rejet de 100)  Les résultats préliminaires de l’étude de la systématique due aux PDFs montre qu’elle est comparable à l’erreur statistique

M. Aharrouche page 17 PAF 2007

M. Aharrouche page 18 PAF 2007 Vec 9 Vec fb-1

M. Aharrouche page 19 PAF 2007