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Produzione di beauty in collisori ee

Produzione di beauty in collisori ee. Contenuti. Scenario Topologia Metodi sperimentali Alcuni risultati (produzione). Scenario. s (ee->had) = 41.54 +- 0.04 nb s (ee->bb) / s (ee->had) = 0.2165+-0.0007 ~ 1 milione bb /esperimento (LEP) ~ 40 000 bb (SLD). Produzione ed evoluzione.

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Produzione di beauty in collisori ee

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Presentation Transcript

  1. Produzione di beauty in collisori ee Franco Simonetto

  2. Contenuti • Scenario • Topologia • Metodi sperimentali • Alcuni risultati (produzione) Franco Simonetto

  3. Scenario • s(ee->had) = 41.54 +- 0.04 nb • s(ee->bb) /s(ee->had) = 0.2165+-0.0007 • ~ 1 milione bb /esperimento (LEP) • ~ 40 000 bb (SLD) Franco Simonetto

  4. Produzione ed evoluzione Radiazione di gluoni B -> b+g (QCD pert.) Produzione: ee -> Z -> bb (W.I.) Adronizzazione b -> B (QCD non pert.) Decadimento stati eccitati B(*)* -> B had, B g Decadimento stati a lunga t B -> DX Franco Simonetto

  5. Topologia • Produzione non coerente in in due emisferi ben separati • <EB> ~ 35 GeV, g ~ 7 • ctbg ~ 4 mm , vertici ben separati • Vs >> mB : produzione di B(*)*,Bd,Bu,Bs, Lb • Molteplicita’ (per emisfero): • ~ 10 particelle da frammentazione • ~ 5 da decadimento del B • Separazione mediante informazioni di: • Boost, massa • Vita media Franco Simonetto

  6. Leptoni ad alto pt • BR( b->l v X ) ~ 2 x 10% • Tagli duri sul pt (wrt asse del jet) del leptone per eliminare i fondi • BR x e ~ 5 % • Purezza ~ 80 % Franco Simonetto

  7. Rapidita’ R = E+P// (wrt asse di thrust) E-P// “fratello” del b Si puo’ applicare a tracce e sciami B Non B Consente di definire una gerarchia: B – frammentazione correlazione con il b originale Franco Simonetto

  8. Il parametro d’impatto segnato • d = distanza ellissi della traccia dal Beam Spot • Segno positivo (negativo) se interseca il jet a valle (a monte ) del B.S. • Solo per tracce cariche Risoluzione (tune MC) Vita Media Franco Simonetto

  9. B-tagging uds • A partire da d calcola • Probabilita’ Piche la traccia origini dalla Beam Spot • Probabilita’ Phem~ P Pi che tutte le tracce nell’emisfero provengano dalla B.S. c b P(hem) -log10P(hem) Franco Simonetto

  10. B-tagging Ottiene efficienza ~ 40% (per emisfero) per 95% purezza Combina con altre variabili che separano b da udsc M(vtx) Rapidita’ Non-b b boost’ Franco Simonetto

  11. SLD • Ricostruzione vertici di decadimento + taglio sulla massa del vertice • Maggiore purezza grazie alle ridotte dimensioni del Beam Spot • Tuttavia penalizzato dalla luminosita’ Franco Simonetto

  12. Misure • Frammentazione • Produzione di stati orbitali eccitati (B*,B**) • Produzione di stati che decadono debolmente (Bu,Bd,Bs,Lb) • Running b-mass • s(ee -> gg -> bb (cc) ) (LEP II ) Franco Simonetto

  13. Frammentazione Quale frazione dell’energia del quark viene trasmessa all’adrone ? xE = EB/ Eb • Selezione b-jets (b-tagging) • Rigetta tracce e sciami da frammentazione • Parametro d’impatto • Rapidita’ vs direzione del jet • Corregge per inefficienze e risoluzione (dipendenza da modello) • Confronta con Modelli / Unfold dati sperimentali Franco Simonetto

  14. XE :Risultati (1) L’ accordo tra gli esperimenti e’ buono … Franco Simonetto

  15. XE : Risultati(2) … ma nessun modello e’ perfetto c2 / ndf Franco Simonetto

  16. XE : Risultati(3) • Gli esperimenti forniscono anche gli spettri corretti per risoluzione ed efficienza. • Unfolding • Analisi dei Momenti Le correzioni dipendono tuttavia dal modello utilizzato Franco Simonetto

  17. Eccitazioni Orbitali • HQET: il quark pesante e’ una sorgente statica del campo di colore • Disaccoppio gradi di liberta’ “leggeri” da quelli “pesanti” j = l + slq J = j + sb Franco Simonetto

  18. B** : le misure • Combina • B-jet • Adrone (h =k,p) da vertice I • Misura il Q-valore: • Q = m(Bh) –m(B)-m(h) h** Ideale Sperimentale • Difficile separare i singoli stati Franco Simonetto

  19. B** : risultati ALEPH (esclusiva) B -> D*p,J/YK* h = p DELPHI (inclusiva) B -> b-jet h = p , K PRELIMINARI b -> B**u,d = (14+-1.4+-1.8) % b -> B**u,d = (31+-9+-6) % b -> B**s = ( 1+-0.2+-0.3) % Franco Simonetto

  20. B+/B0/Bs/Lb Misura b->B+ da carica del vertice … … e cfr con misure ottenute da • Isospin : f(Bu) = f(Bd) • Unitarieta’ : 2f(Bd)+f(Bs)+f(Lb) = 1 • Mixing : c = f(Bd) cd + f(Bs) cs = Franco Simonetto

  21. Running m(b) Misura frazione di eventi multijet in Z -> bb, in funzione del parametro di risoluzione y G(Z-> bb g) / Gtotal( Z-> bb ) R3bl (y) = G(Z-> uds g) / Gtotal( Z-> uds ) = f( mb(MZ) ) Le sistematiche (frammentazione, QCD-non perturbativa, rivelatore) si riducono drasticamente nel doppio rapporto Franco Simonetto

  22. Flavour Identification mb(MZ) Usa simultaneamente tag (b) e antitag (uds) mb(MZ) = 2.96 +- 0.31 mb(mb) = 4.21 +- 0.14 Franco Simonetto

  23. ee -> gg -> bb e e b • LEP II (ECM ~ 190 GeV) • B ~ a riposo => no boost • Anti-b tag per rigettare ee -> g/Z -> bb • Quindi fit a spettro pt dei leptoni • Misura s(bb) e s(cc) e b e Franco Simonetto

  24. ee -> gg -> bb :risultati • Misure consistenti tra gli esperimenti LEP (~ 200 GeV) • Modelli predicono correttamente s(cc) • Discrepanza ~4 s per s(bb) Franco Simonetto

  25. Conclusione • La fisica del b e’ stato forse il settore piu’ eccitante della fisica a LEP • ~50 articoli / collaborazione • W.I. (Rb, Afb ) • Spettroscopia • Adronizzazione, QCD • Decadimenti (WI, triangolo unitarieta’) • La Z e’ la migliore B factory ! • … peccato che LEP non c’e’ piu’ Franco Simonetto

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