Processus traités : Z → uū gamma-jet

Présentation au sujet: "Processus traités : Z → uū gamma-jet"— Transcription de la présentation:

1 Processus traités : Z → uū gamma-jet
Comparaison de la fragmentation des partons en π0 dans PYTHIA et HERWIG avec un modèle théorique Processus traités : Z → uū gamma-jet

2 Pourquoi? Cadre : étude de H → γγ Bruits de fond :
- irréductible : pp → γγ - réductible : pp → γ jet MAIS quasi-irréductible si parton → π0 + X avec z = E π° / Eparton ≈ 1 Nécessité d’évaluer la probabilité de parton → π0 , z = E π° / Eparton ≈ 1 Est-ce bien modélisé par le Monte-Carlo?

3 Etude d’ATLAS Lots MC 4 bins en Pt HERWIG / PYTHIA à z > 0.7 J1
Par Junichi Tanaka Lots MC 4 bins en Pt HERWIG / PYTHIA à z > 0.7 J1 1.57 J2 1.94 J3 1.75 J4 1.71 Gamma - Jet

4 Modèle théorique AKK ∑h ∫ S. Albino, B.A. Kniehl, G. Kramer
Probabilité Dih(z,Q) que le parton i donne un hadron h avec une fraction d’énergie z à l’échelle d’énergie Q Ajusté à Q<=MZ à partir des données du LEP et autres et évolution avec Q calculée par QCD On regarde la fragmentation de u en π0 qui pour AKK est (π+ + π-)/2 (faux à petit z à cause notamment de la fragmentation des η) Hypothèse forte : modèle de fragmentation indépendante Quark u Gluon Fragmentation des gluons et u dans AKK ∑h ∫ z Dih(z,Q) dz =1

5 Z → uū Comparaison PYTHIA / HERWIG Comparaison avec AKK
Notations : PYTHIA, HERWIG

6 Fragmentation dans PYTHIA et HERWIG
Évènements générés : Z → q qbar avec FSR mais sans ISR ni interactions multiples (pour simplifier la comparaison entre HERWIG et PYTHIA) On recherche les évènements Z → uū On recherche les π0 et π± qui viennent du Z

7 Comparaison PYTHIA / HERWIG
Problème de base : HERWIG produit plus de π0 à grand z que PYTHIA Lequel a raison? AKK peut-il trancher? Bon accord à petit z Nπ° HERWIG = 2,09 Nπ° PYTHIA Jets reconstruit par l’algorithme de Cone DR = 0.4 Avec Ptjet > 20 GeV , |ηjet| < 3, DR(π°, jet) < 0.4

8 Comparaison avec AKK Dans le référentiel du Z : z = 2Eπ°*/ MZ HERWIG
Nπ° HERWIG = 1,59 Nπ° PYTHIA AKK Q=91GeV PYTHIA

9 Dans le référentiel du labo : z = Eπ° / Eparton le plus proche AVANT FSR
DR<infini DR<0.4 DR(π0 , parton) Nπ° HERWIG / Nπ° PYTHIA à z > 0.7 0.1 2.44 0.4 2.54 infini 2.08 DR<0.1 Bon accord entre PYTHIA et HERWIG à petit z mais désaccord à grand z avec HERWIG > PYTHIA

10 Des chiffres PYTHIA Z → uū HERWIG Données de ALEPH Z → q qbar
(DR < ∞) 6,92 6,16 π0 / Z 7,68 7,20 ≈ 9.6 ± 0.6 Différences importantes avec les données… mais à petit z… donc ça n’influe pas sur le bruit de fond! L’accord PYTHIA / HERWIG / données était bon au moment de l’analyse d’ALEPH mais les codes ont beaucoup changé depuis

11 Conclusion sur Z → uū On retrouve que HERWIG donne plus de π0 à haut z que PYTHIA L’accord avec AKK est médiocre mais PYTHIA est plus proche à grand z que HERWIG Comparaison entre PYTHIA et HERWIG assez aisée si on regarde le parton avant FSR car on peut s’affranchir des différences entre PYTHIA et HERWIG sur la FSR

12 Gamma - Jet Idée : utiliser les conclusions du Z pour les processus gamma-jet Problème : la comparaison est plus difficile entre PYTHIA, HERWIG et AKK car le quark ou gluon sortant est relié par la couleur aux restes des protons

13 Modèles de fragmentation

14 Dans le référentiel de la corde (PYTHIA uniquement)
Coupures DR(π0 , parton) < 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, ∞ Quark u DR infini on retrouve les π0 de l’autre bout de la corde Même comportement à petit et grand z que pour le Z → uū à DR fini… mais fragmentation plus dure DR < 0.1, 0.2,… AKK Q=20 GeV AKK Q=500 GeV

15 Pour les gluons…

16 Dans le référentiel du laboratoire z = Eπ° / Eparton PYTHIA
Coupures DR(π0 , parton) < 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 Même comportement que pour Mcorde/2 sauf à DR infini PYTHIA

17 Dans le référentiel du parton z = Eπ° / Eparton HERWIG
Coupures DR(π0 , parton) < 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 Contrairement à PYTHIA, différences à grand z suivant DR HERWIG

18 Comparaison HERWIG vs PYTHIA
DR(π0 , parton) < 0.4 : PYTHIA > HERWIG…

19 Pour les gluons… z = Eπ° / Eparton HERWIG PYTHIA
Meilleur accord avec AKK pour les gluons et surtout pour HERWIG

20 Dans le référentiel du labo avec z = Eπ° / Ejet
On prend le jet reconstruits de cone DR = 0.4 le plus proche du parton

21 En cours d’investigation…
Conclusion Il semble très difficile de comparer PYTHIA et HERWIG avec AKK (fragmentation non indépendante?) PYTHIA semble supérieur à HERWIG pour les gamma-jet (différent du résultat de Junichi Tanaka) En cours d’investigation…