Mesure de la Contribution du Spin des Gluons au Spin du Nucléon (Expérience COMPASS au CERN) Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Le Puzzle du Spin du Nucléon Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Le Puzzle du Spin du Nucléon Spin des quarks Spin des gluons Moments orbitaux Quarks constituants : 75 % 0 25 % Ellis-Jaffe (Δs=0) : 60 % Mesure exp. ~30 % ? ? ΔΣ pourrait être grand si ΔG est important On mesure en réalité : Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Comment Mesurer ΔG/G à COMPASS Polarisation des Gluons : xg : fraction d’impulsion portée par les gluons Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Comment Mesurer ΔG/G à COMPASS Polarisation des Gluons : xg : fraction d’impulsion portée par les gluons Le plus simple processus où un gluon est sondé par une sonde électromagnétique : Fusion photon-gluon (PGF) q q Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Comment Mesurer ΔG/G à COMPASS Asymétrie de taux de comptage mesurée à COMPASS : Fusion photon-gluon (PGF) Comment signer les évènements PGF ? Production d’une paire de hadrons à grande impulsion transverse Production de charme ouvert q q Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Production de Charme Ouvert K quark charme D0 π D* πlent Fusion photon-gluon (PGF) Signature très propre d’un événement PGF pas de bruit de fond physique Faible statistique q q Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

L’Expérience COMPASS LHC COMPASS SPS 230 Physiciens 12 Pays 30 Instituts LHC COMPASS SPS Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

L’Expérience COMPASS Cible : 6LiD Polarisation : ~ 50% www.compass.cern.ch 5 années de prise de données 2002 / 03 / 04 / 06 /07 Dipôles Cible : 6LiD Polarisation : ~ 50% Ring Imaging Cherenkov (RICH) Faisceau de muons (SPS CERN) Polarisation : ~ 80% Energie : ~ 160 GeV Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Mesure de l’angle Cherenkov θc L’Expérience COMPASS miroirs Détecteurs de photons gaz Le RICH est un détecteur capital pour extraire le signal du bruit de fond. Identification basée sur l’effet Cherenkov. Mesure de l’angle Cherenkov θc Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Mesure de l’angle Cherenkov θc L’Expérience COMPASS miroirs Détecteurs de photons gaz Le RICH est un détecteur capital pour extraire le signal du bruit de fond. Identification basée sur l’effet Cherenkov. Mesure de l’angle Cherenkov θc K quark charme D0 π D* πsoft Identifié comme kaon Identifié comme pion (non identifié comme électron) Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

La Statistique du Charme Ouvert (2002-2004) L’erreur associée à avec : S = 14577 S/B ~ 0.1 Seff = 1051 S = 3869 S/B ~ 1.2 Seff = 1966 D0 → K π D* → D0 π → K π π Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

La Statistique du Charme Ouvert (2006, en cours) Analyse personnelle, non rendue publique S = 9432 S/B = 0.104 Seff = 892 S = 2807 S/B = 2.49 Seff = 2003 Nouveautés 2006 : Développements du RICH Augmentation de l’acceptance Reconstruction améliorée Nouvelle coupure de rejection d’électrons Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Une Méthode Pondérée pour Maximiser la statistique Avec pondération Gain stat : Par exemple : Fusion photon-gluon (PGF) Pouvoir d’analyse calculable par QCD: q + aLL est grand, + la sensibilité à ΔG/G est grande aLL est inclus dans le poids q Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Une Méthode Pondérée pour Maximiser la statistique Avec pondération Un facteur naturel à introduire dans la pondération : : probabilité que l’événement soit du signal (PGF) Fit Paramétrisation événement par événement ? Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Construire une Paramétrisation de S/(S+B) Paramétrisation initiale Variable 1 Donnés par un fit sur les données pour tous les événements corrections 0.5 var1 Variable 2 Donnés par un fit sur les données itérations du cycle jusqu’à convergence sur toutes les variables etc.. var2 Paramétrisation finale Idem avec Variable 3 corrections pour chaque événement Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Une Méthode Pondérée pour Maximiser la statistique Variables cinématiques, variables du RICH… 6 bins en croissant Si est introduit dans le poids, le gain en statistique représente environ : + 15% pour le canal du D* + 45% pour le canal du D0 Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Que Sait-on Aujourd’hui sur ΔG ? La mesure de par le charme est encore très limitée par la statistique Les nouvelles données (2006) + les améliorations de l’analyse devraient contraindre davantage la mesure de ΔG/G Estimation de la barre d’erreur : ± 0.41 → ± 0.25 Jusqu’à présent, toutes les mesures donnent ΔG compatible avec 0 et excluent de grandes valeurs (>1) Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007

Spare : aLL aLL est donné par un réseau de neurones à partir de zD et pt Florent Robinet JRJC 2007 Dinard, Decembre 2007