標準理論のバックグラウンド事象

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 102

103 104 105 106 107 108 109

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

102 103 104 105 106 107 108 109

Data Dibosons ttbar W Z QCD

図4.10: Chf

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

102 103 104 105 106 107

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

102 103 104 105 106

107 ^Data

Dibosons ttbar W Z QCD

図4.11: FMax

• z^PV₀ : Primary Vertexとミューオンの最近接点のz^方向距離

• d^PV₀ :Primary Vertexとミューオンの最近接点のx-y^{平面方向の距離}

Cosmic muon^がATLAS検出器内を通過する事が確率は小さいがあるため、そのイベントを排除

する必要がある。その為に、ミューオンがPrimary Vertexからある程度離れていた場合、それは正 常な衝突から生じたミューオンではないと判断し、そのイベントを捨てる。

表4.12: Vertex cut 項目

|z^PV₀ |<1mm

|d₀^PV|<0.2mm

【9】6ETの計算

3.3.4^{に記した方法で}6ETの計算をする。

図からも確認出来るように、QCD生成過程においてニュートリノが生成されていないため、6ET

が生じないものと考えられる。それ故、6ET が大きなカットを要求する事によって、QCD^イベン トを取り除く事が可能であると思われる。しかし、実際にはバックグラウンドとして大きく分け て以下の２つの理由から、比較的大きな6E_T を持ったイベントが生じる事がある。

1. heavy flavor(b,c)^{を含む場合、例えば}b^→lνcという様にレプトニック崩壊により、ニュート リノをが生成される。これによって6E_Tが生じ、バックグラウンドとなる。

2. 検出器の分解能が原因でジェットの pT が正しく測れない時、これによって6ET が生じて、

バックグラウンドとなる。

またQCDのイベントにはheavy flavor起源の本物のレプトン以外にも、電子とミューオンのフェ イクとなりうるイベントがある。

• π^±が内部飛跡検出器内でトラックをひいた後、その延長上のカロリメータにπ^{0から崩壊し} てきたγがエネルギーを落とす事で、電子と間違えて再構成してしまう事がある。

• π^±がカロリメータと反応せずに通過し、ミューオンスペクトロメータで検出してしまい、

ミューオンと間違えて再構成してしまう事がある。

図4.12: gg^からのQCD^{ジェット過程 図}4.13:qq¯^からのQCD^{ジェット過程}

図4.14: gqからのQCDジェット過程

4.3.2 tt¯生成事象

t¯t生成過程は図4.15、図4.16に示す。なお、t¯t生成事象において同電荷２レプトンのバックグ ラウンドとなる事象は２通りある。

• ^図4.17^{で示すように、}tt¯^{の一方のトップが}leptonic decay^{もう一方は}hadronic decay^をした 場合(^この時、semi-leptonic decay^とする)^、hadronic decay^したb^がその後leptonic decay^す ると２つのレプトンは同電荷の組み合わせとなる。

• ^{上記で出た}b^はleptonic decay^{しなくとも}b^{ジェットがレプトンの}fake^とミスID^{する可能性} があり、同電荷２レプトンのバックグラウンドとなる。

また、t→bW過程によりW→lν^から6E_Tを伴うため、本解析におけるバックグラウンドとなる。

図4.15: ggからのt¯t生成過程

図4.16: qqからのt¯t生成過程

図4.17: tt¯^のsemi-leptonic decay

4.3.3 Z生成事象

Z^{粒子の崩壊事象は}6ETを伴う事象は生じない。また、Z粒子の崩壊で生じる粒子は２レプトン ではあるが、電荷が逆である。それ故、バックグラウンドとしては比較的小さいと考えられるが、

実際にはElectronチャンネルにおいて大きなバックグラウンドとなりうる。追って、その詳細に

4.3.4 W生成事象

W^{粒子はレプトンと}6ETを伴う崩壊を起こす為バックグラウンドとなりうるが、レプトン数は １個であるため、もう一方のレプトンはFake^となるjet^を含むW/Z+Jet^生成(^図4.18^、図4.19^に 示す。)

W粒子を特徴づける物理量はMT(Transvers mass)^{と呼ばれる物である。}MT は式4.1^で表現さ れる。

MT =√

2plT 6ET(1−cosφ) (l=e, µ) (4.1)

cosφ= plX 6EX+plY 6EY

E_Tp_lT (4.2)

レプトンと6E_T^のTransvers mass^を組むとW→lν^{の分布において、}M_T ∼M_W(=80GeV)^を最大 値としたヤコビアンピークを作る。

図4.18: W/Z^{の生成過程}1 _図4.19: W/Z^{の生成過程}2

図4.20: W/Zの生成過程3

4.3.5 Dibosonの生成事象

断面積自体は大きくないが、特にWZ事象は無視出来ないバックグラウンドとなる。W→lν^と Z→l⁺l⁻よりW粒子の崩壊からのレプトンとそのレプトンと同じ電荷のレプトンを検出し、もう 一方のレプトンがID^{に失敗もしくは}ATLAS検出器がカバーしている領域の外に出た場合、ν^が 6ET が作る事でバックグラウンドとなる。