Studio di rivelazione del beauty nel canale semielettronico

1. 1o Convegno Nazionale sulla Fisica di ALICE Studio di rivelazione del beauty nel canale semielettronico Rosario Turrisi Università & INFN - Padova in collaborazione con F. Antinori, A. Dainese, M. Lunardon

2. Sommario • Motivazioni • Sezioni d’urto • Strategia di rivelazione • Stima del rapporto segnale/fondo • Studio dell’errore statistico e sistematico • pt: dall’elettrone al B • Conclusioni e prospettive

3. Motivazioni • Motivazioni generali: v. presentazione F. Antinori • Misura inclusiva del canale be+X: • misura relativamente semplice e accurata della sezione d’urto • sonda del mezzo: • perdita d’energia dei quark, confronto b-c- (cf. presentazione A. Dainese) • stima del fondo di BJ/ per lo studio della soppressione della J/ • normalizzazione naturale per le 

4. Sezioni d’urto • ALICE baseline: • calcolo NLO pQCD (MNR) + media delle pdf MRST e CTEQ5 • estrapolazione a PbPb, shadowing secondo EKS98 variando F,R la sezione d’urto varia entro un fattore ~ 4 Mesons multiplicities ~0.85 B  eX Entro l’accettanza: ~0.22

5. dopo tracciamento! a. u. a. u. Strategia di rivelazione • Fondi principali: •  identificati come e • Dalitz decays • elettroni da charm • conversioni nei materiali • decadimenti di particelle strane • 0.22 e da beauty • ~103e da altre sorgenti • ~104  • Elementi chiave: • separazione e/ • d0= parametro d’impatto • i mesoni B hanno c ~ 500m ! • pt , più elevato per il beauty val. ass. della minima distanza della traccia dal vertice primario nel piano trasverso norm. all’integrale norm. all’integrale

6. (Mis)identificazione dei  TRD+TPC PID TRD PID NO PID pT>1 GeV pt>1

7. Studio su simulazione • Beauty, Charm: Pythia6, CTEQ4L • produzione forzata (MSEL=5, 4) • e± stats:5.2106da beauty &2.3106da charm nell’accettanza del barrel (|y|<1), distribuiti in150 supereventi di AliRoot ad alta densitàper tenere conto automaticamente dell’efficienza di tracciamento • decadimento semi-elettronico forzato (dati corretti per B.R.) • Underlying event: • HIJINGdefault, i.e. dNCH/dy (y=0) =6000 • 2 104 events • tracciamento: parametrizzazione della TPC + KF nell’ITS • Tutti i campioni sono stati normalizzati a 107 eventi

8. solo fondo di charm Rapporto S/B • d0 più efficace sul fondo di  ed enon-charm • pt più efficace nella soppressione del charm tutti i fondi inclusi Applicata solo la PID combinata finestra in d0: [200,600] m rigetto del fondo da decadimenti di stranezza rigetto del fondo non-charm

9. Stima dell’errore statistico • Errore statistico: corrisponde alla statistica di un campione di beauty ottenuto con l’analisi di 107 eventi centrali (5%) PbPb • È sempre applicata la condizione 200d0600 m • È calcolato come segue: 107 eventi PbPb T=conteggi totali nel bin S=conteggi da beauty

10. Stima dell’errore sistematico • Errore sistematico: • errore sulle correzioni MC (accettanza, efficienza) ~ 10% • indeterminazione sulla resa del charm • Si è supposto di determinare il contributo del charm allo spettro di e assumendo la sezione d’urto ottenuta con la misura delle D0 errore % sul charm • Errori valutati per il charm: • statistico, <5% , pt 5 GeV/c • correzioni MC, 10% • B.R. D0, 2.4% • rapporto D0/ D+ ~4% • altri, non inclusi: • sistematico sulla BD • da stimare una volta determinato il rapporto b/c • centralità • da stimare, influisce su b e c pt degli elettroni da charm

11. 107 eventi PbPb 200d0600 m Qualità della misura • Spettro in pt di elettroni da beauty con errore totale che include: • l’errore sistematico da estrapolazione del charm • l’errore statistico • errore sulle correzioni MC • Rapporto S/(S+B) • Contributo bce: • ~20%, aumenta probabilità di rivelazione, effetti sullo spettro a basso pt (da valutare) b’s electrons b’s electrons

12. Distribuzione integrata in pt dei B(1) • Applicazione del metodo MC sviluppato da UA1* (in fase di studio anche per b in ALICE) • Data Fe, F dipende da ptmin • In generale, F introduce un errore sistematico originato dalla forma della distribuzione in pt dei B assunta nel MC • Si è cercato di minimizzare questo errore *C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B213 (1988) 405 C. Albajar et al., UA1 Coll., Phys Lett B256 (1991) 121

13. Distribuzione integrata in pt dei B (2) • Calcolare F vs ptmin per varie forme dello spettro (diversi pQCD params, shadowing, fragmentation func.) • L’errore sistematico può essere minimizzato con una scelta opportuna di ptmin !

14. Distribuzione integrata in pt di B nel y 107 eventi PbPb |y|<1 Estremi dei bin in pt degli elettroni: 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0 7.0 9.0 12.0 16.0 2 < pte < 16 GeV/c

15. Conclusioni e prospettive • Studio per la rivelazione di beauty nel canale semielettronico: • condizioni per un campione con buona purezza: S/(S+B)~95% • misura con 2 < pt < 16 • errore totale (stat. + sist.) entro il 12% ( pt>12 GeV/c) • errore sistematico dovuto al charm stimato dalla misura di sezione d’urto delle D0 • stimato lo spettro di mesoni B: alti pt a portata di mano (>20 GeV) • Prossimi sviluppi: • estensione dello studio a canali più esclusivi (B  +D+X) • stima delle modifiche allo spettro dovute alla contaminazione bce (in realta` migliora la statistica • studio dello spettro in pt finalizzato all’energy loss

16. Backup Slides

17. Stima della contaminazione bce • Simulazione dedicata, ~106 eventi di PYTHIA inclusivi di tutti i canali di decadimento • Conteggio degli elettroni del processo bce nella finestra cinematica usata per l’analisi • Effetto: aumento della probabilità di conteggio di un evento beauty • Probabilità di pile-up trascurabile • Work in progress: effetto sullo spettro

18. Tecnica di identificazione di e -eff vs e-eff • Transition Radiation Detector: • separazione e da  e particelle più pesanti (K, p) efficienza per pioni vs pt dNCH/dy½y=0 =6000Þep=0.01 fissato eel=0.9 appross. costante con il pt in un ampio intervallo

19. TPC per la separazione e/ • Le particelle più pesanti di elettroni e pioni completamente rigettate tramite il TRD. • Mediante una scelta opportuna dell’intervallo di dE/dx nella TPC, si ottiene un ulteriore separazione e/

20. Estrapolazione dell’errore all’ultimo bin

21. e's from h pT> 1 GeV Impact parameter of conversions Due to pair production topology and our d0 definition, g conversions in the material have mostly d0 <0

22. d0 resolution parameterization 7 samples of 500 e± injected in full HIJING-cent2 events at PT = 0.25, 0.39, 0.67, 1.19, 2.36, 4.00, 6.00 GeV fully reconstructed and tracked transverse impact parameter (d0) spectra have been fitted with 2 gaussians and the trend of the 6 constants against PT parameterized

23. Impact parameter signs

24. d0 spectra from e's impact parameter [cm]

25. 2nd gaussian 1st gaussian p res. in rj sigma [cm] Parameters fit: widths

26. pt correlation b-B and B-e