A la recherche du boson W au LHC physicsmasterclasses

Présentation au sujet: "A la recherche du boson W au LHC physicsmasterclasses"— Transcription de la présentation:

1 A la recherche du boson W au LHC http://atlas. physicsmasterclasses
Stéphane Jézéquel Tetiana Hryn'ova, Vincent Poireau, Henri Pessard, Pablo Del Amo Sanchez, Sabine Elles, Sylvain Garrigues & al CERN master classes 28 avril 2015

2 Collisions proton-proton (LHC)
Proton= 2 quarks (u) + 1 quark (d) + quarks/gluons

3 Objectif : Mesurer le rapport entre les taux de production de W+ et W-
Production de bosons W Proton= 2 quarks (u) + 1 quark (d) + quarks/gluons Objectif : Mesurer le rapport entre les taux de production de W+ et W-

4 Désintégration des bosons W
Charge électrique (W) = Charge électrique e/m e/m et n : Grande énergie (transverse)

5 Bruit de fond Si manque une des particules e/m

6 Production de paires de W au LHC
Objectif : Faut il introduire la production de H-> WW pour expliquer le taux de production total WW au LHC ?

7 Le logiciel Minerva Le détecteur

8 Interaction particules-détecteur (1)
Les différentes particules laissent des traces différentes suivant leur nature et suivant le type de détecteur

9 Interaction particules-détecteur (2)
A quoi ça ressemble dans le logiciel Minerva : détecteur interne calorimètre électromagnétique calorimètre hadronique détecteur à muons Vue de côté :

10 Le logiciel Minerva Reconnaître une particule

11 Reconnaitre un électron
électron et positron = trace dans le détecteur interne + dépôt dans le calorimètre électromagnétique Faire correspondance géométrique à l’œil dans les 2 dimensions

12 Reconnaitre un muon (m)
muon et anti-muon = trace dans le détecteur interne + trace dans le détecteur à muons

13 Reconnaitre un neutrino (n)
neutrino = Devine présence par manque d’impulsion/énergie (Missing ET) en appliquant la loi de conservation impulsion/Energie

14 Reconnaitre un jet Jet = plusieurs traces dans le détecteur interne + dépôts dans les calorimètres électromagnétique et hadronique

15 Le logiciel Minerva Reconnaître un événement

16 Reconnaitre un événement W

17 Reconnaitre événement W : Coupures
Missing ET > 20 GeV Exactement 1 lepton avec Pt > 20 GeV

18 Impulsion/Energie transverse
Détecteur y Plan transverse = plan orthogonal à axe faisceau = xy Au niveau d’une particule Impulsion transverse : Pt2 =Px2+Py2 Au niveau d’un évenement Non détection particules près axe faisceau (z) -> |SPz + Pz (neutrino)| > 0 -> inutilisable SPx + Px (neutrino) = 0 (idem pou Py) + Pz (neurtino)| -> |Px (neutrino)|= |Px (missing)|= |-SPx| (idem pour Py) Et 2(missing)=Pt(missing) 2 = Px(missing) 2 +Py(missing) 2 = (-SPx) 2 +(-SPy) 2 x z

19 Evénement bruit de fond

20 Evénements avec 2 W

21 Reconnaitre événement WW : Coupures
Missing ET > 20 GeV Missing ET > 40 GeV si lepton de même famille (ee ou mm) Exactement 2 leptons (e/m) de charges opposées Pt > 20 GeV pour le 1er lepton Pt > 10 GeV pour le 2eme

22 Le logiciel Minerva Compter les nombres d’événements

23 A vous de jouer (2) Pour chaque événement:
reconnaitre si il y a un W+ ou W- (remplir signal 1) ou un bruit de fond (Background) Si 2 W, remplir signal 2 Faire la somme en bas de la feuille Mettre les résultats dans sur le site Web Masterclass pour combiner les résultats

24 Sélectionner évènements
Mesurer la valeur de Missing Et et trouver les électrons ou muons

25 Rechercher e/m (1) Ne garder que les traces Pt > 10 GeV

26 Rechercher e/m (2) A l’œil, chercher les traces qui pointent vers amas electromagnétique (jaune sur vert) ou trace dans muon (ligne rouge dans zone bleue)

27 Rechercher e/m (3) Possibilité de zoomer / dézoomer en cliquant sur la loupe puis la zone choisie Afficher les propriétés des traces en cliquant sur la main puis sur la trace

28 Candidat W Missing Et > 20 GeV Pt > 20 GeV Noter charge

29 Candidat WW Pt > 10 ou 20 GeV Calculer DF (0 -180 degrés)
Charge opposée ?

30 Le logiciel Minerva A vous de jouer...

31 Transparents supplémentaires

32 Reconnaitre un photon photon = pas de trace dans le détecteur interne + dépôt dans le calorimètre électromagnétique

33 A la recherche des particules finales dans ATLAS

34 4 couches de détecteurs

35 Identifier les électrons

36 Identifier les photons

37 Identifier les protons

38 Identifier les neutrons

39 Identifier les muons

40 Identifier les neutrinos

41 Résultat H-> WW