JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 1 L’expérience DØ I. Fermilab et le Tevatron II. Le détecteur 1- Les principaux sous détecteurs 2- La calibration.

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1 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 1 L’expérience DØ I. Fermilab et le Tevatron II. Le détecteur 1- Les principaux sous détecteurs 2- La calibration du calorimètre 3- L’intercalibration du calorimètre (Pierre-Antoine) 4- La reconstruction des électrons (Tuan) 5- La reconstruction des jets (Jérôme) III. La physique à DØ 1- Recherche de dimensions supplémentaires (Nadia) 2- La SUSY (Tuan) 3- Le Higgs (Pierre-Antoine) 4- La recherche du Higgs modèle standard IV. Conclusion

2 2 Injecteur principal & Recycleur Tevatron Chicago  Source p Booster pp p CDF DØ Fermilab DØ Tévatron : accélérateur proton- antiproton Première phase de run (Run  : 1992-1996)  Découverte du quark Top Amélioration de l’accélérateur et des détecteurs pour le Run   démarrage mars 2001 Tévatron : accélérateur proton- antiproton Première phase de run (Run  : 1992-1996)  Découverte du quark Top Amélioration de l’accélérateur et des détecteurs pour le Run   démarrage mars 2001

3 3 Le détecteur DØ au Run II

4 4 Z y x      ln (tan  /2) Segmentation projective (tours) Canal de lecture p p  = 0.7  = 1.5 Le calorimètre Calorimètre à échantillonnage Uranium- Argon Liquide stable, réponse uniforme, résistant aux radiations, segmentation fine Hermétique, couverture jusqu’à : |  | < 4.2 Bonne résolution en énergie ~55000 canaux ~0.1% morts ou bruyants

5 5 L’électronique du calorimètre nouveaux paramètres temporels de l’accélérateur :  ajout de la mémoire analogique  remplacement des préamplificateurs, outil de mise en forme du signal  nouveau système de calibration superbunch 4.36  s2.64  s gap 396ns 3.56  s Run I 6x6 Run II 36x36 Preamp Trig. sum Filter/ Shaper x1 x8 SCA (48 deep) BLS Output Buffer Detc. Bank 0 Bank 1 nouveaux préamplificateurs de bas bruit Temps de mise en forme 400ns mémoires analogiques SCA > 2μsec Mémoires supplémentaires pour L2 & L3 SCA nouvelle calibration électronique

6 6 Calibration électronique A quoi ça sert? Utilisation du système de calibration dans la période de démarrage: qualification de l’électronique du calorimètre: – voies mortes – test du déclenchement – câblage détermination de la linéarité de l’électronique et du cross-talk première intercalibration des cellules et des gain1 vs. gain8 estimer la correspondance énergie/ADC Par exemple : détection d’une erreur de 40% en énergie (échange de 2 résistances) en janvier 2002.

7 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 7 Calibration en temps et en amplitude Hauteur du pulse temps d'échantillonnage en accord avec le trigger temps 0 +6+3-3 augmentation du retard du pulser Calibration en temps : mesure de la forme du pulse après la mise en forme réponse maximale obtenue à différents temps pour les canaux électromagnetiques et hadroniques :  doit être pris en compte dans le calcul des constantes de calibration L'amplitude du signal : reliée à l'énergie du calorimètre étude de la linéarité et de l'uniformité de l'électronique  mesure de la pente de la réponse

8 8 Le retard optimal = temps pour lequel on atteint le maximum de la courbe. Canal électromagnétique Canal Hadronique Retard optimal Pulser 2  Réponse non homogène  Correction de cette inhomogénéité

9 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 9 Les effets des constantes de calibration Corrigés 91.6 5.8 Sur des événements Z  ee : décalage ~5%, pic à 91.6 GeV Non Corrigés 87.9 6.4

10 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 10 Production du Higgs modèle standard au Tevatron Section efficace totale du Higgs : ~1 pb = 1000 événements /fb -1 Production associée WH, ZH : ~0.2 pb = 200 événements /fb -1 La désintégration leptonique du W/Z aide pour la sélection des événements Exclu au LEP

11 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 11 Désintégration du Higgs modèle standard Désintégration principale : H  bb dominée par le bruit de fond QCD m H <130-140 GeV : - ZH  llbb bruit de fond : Zbb, ZZ, tt - WH  l bb bruit de fond : Wbb, WZ, tt, t - ZH  bb bruit de fond : QCD, Zbb, ZZ, tt m H >130-140 GeV : - gg  H  W*W* bruit de fond : Drell-Yan - WH  WW*W* bruit de fond : WW, WZ, tt, tW,  Exclu au LEP Canal étudié : WH  e bb

12 12 Échantillon W Un objet électromagnétique avec E T >25 GeV L’énergie transverse manquante > 25 GeV Condition sur l’acceptance : Objet électromagnétique dans le calorimètre central Application des critères sur les 9205 événements sélectionnés  3493 événements (2588 si on demande une trace associée) : W  e Points rouge : Data Histogramme jaune: MC Bonne modélisation des distributions par MC

13 13 Boson W/Z + événements multi jet W+  2jets Distribution de masse transverse Physique du top: W+  3jets, Z+  2jets Physique du Higgs: W/Z +  2jets Nécessité d’une excellente identification et calibration des jets de b Reconstruction des vertex secondaires Leptons mous dans les jets  A venir, mesure de la section efficace W+2jets nécessaire pour réduire le bruit de fond de WH  l bb

14 14 Résolution en masse du Higgs Significativité en fonction de la résolution à M higgs =120 GeV bb mass: Résolution: 15% 10% Signal events/fb -1 4 4 Wbb 59 32 WZ 11 6 tt 34 24 single top 14 10 Pour 10 pb -1

15 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 15 Combinaison de tous les canaux: WH (H b  b, W*W*, Z*Z*), ZH ( b  b et l + l - b  b ), q  q H Potentiel de découverte du Higgs 99,73% 99,999943%

16 JJC 2002 Stéphanie Beauceron LPNHE- Paris 16 Conclusion Le détecteur fonctionne depuis Mars 2001 et les premiers objets physiques ont été observés. Les analyses à venir permettent de vérifier le modèle standard… et d’aller au delà ? Pour ce qui est du Higgs modèle standard, en 2005, le nombre d’événements enregistrés par DØ devrait être capable de confirmer ou d’infirmer le signal du LEP.