Identification des électrons provenant de la désintégration

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1 Identification des électrons provenant de la désintégration
site internet : LPNHE Paris CNRS/IN2P3, Universités Paris 6 et Paris 7 Identification des électrons provenant de la désintégration du J/Ψ dans l'expérience Atlas au LHC Vanessa ARNAL Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies Directeur de stage: Frédéric DERUE Le LHC (Large Hadron Collider), le grand collisionneur proton-proton du CERN, près de Genève, va fournir une énergie dans le centre de masse de 14 TeV, dix fois supérieure à celle des accélérateurs précédents et un taux de collision 100 fois supérieur. Les nouveaux domaines explorés doivent permettre de lever certaines interrogations fondamentales sur l'origine de la masse des particules élémentaires via la possible découverte du boson de Higgs, et d’accroître nos connaissances au-delà du Modèle Standard de la physique des particules. Le J/Ψ est un méson (état lié c-c) ayant une masse de 3,096 GeV/c2. Il peut se désintégrer en une paire e+e-. Leur identification permet de reconstruire sa masse dans le détecteur interne et dans le calorimètre électromagnétique. La masse du J/Ψ étant bien connue, on peut étalonner en énergie et en impulsion les détecteurs a basse énergie. On pourra aussi étudier l’alignement des détecteurs. Plusieurs milliers de J/Ψ sont attendus pour la fin 2008. Le détecteur Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS) est composé de plusieurs sous détecteurs : un détecteur interne pour mesurer la trajectoire des particules chargées et leur vertex, deux calorimètres électromagnétique et hadronique pour mesurer les dépôts en énergie des électrons, photons et hadrons et un spectromètre à muons. Détecteur interne Dm = 88 MeV s = 69 MeV Calorimètre Dm = 59 MeV s = 260 MeV Spectromètre à muons Calorimètre électromagnétique Calorimètre hadronique Détecteur interne 44 m Mee (GeV) Mee (GeV) Toroïde supraconducteur Le LHC entrera en fonctionnement à l’été et les premiers résultats sont attendus fin 2009. L’identification des électrons dans Atlas est basée sur des coupures sur des variables qui différencient le passage des électrons dans les détecteurs de celui des hadrons. Une efficacité d’identification de ~60% est obtenue pour un facteur de rejet des pions de ~200. Des méthodes d‘analyse statistique utilisant la forme des distributions et les corrélations entre les variables discriminantes permettent d’améliorer les performances d’identification des électrons et de rejet des pions. Rapport énergie sur impulsion Variable de “sortie” du Boosted Decision Tree