Medición de la masa del quark top

Producción y detección del quark top
con el detector ATLAS en el LHC
– Medición de la masa del quark top –
A. Elizabeth Nuncio Quiroz
3er Congreso de la Red FAE
Taller Temático de Vinculación
Guanajuato, México
27.01.2014
Plan
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
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Outline
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
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El Modelo Standard
Con el descubrimiento del
Boson de Higgs el Modelo
Standard parece completo,
pero todavı́a hay muchas
interrogantes.
El quark top es una pieza
fundamental para encontrar
soluciones.
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El Quark Top
¿Porqué es interesante?
• Es la partı́cula elemental
más masiva
• Decae sin hadronizar
τ = 0.5 × 10−24 s
¿Porqué son tan diferentes las masas?
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El Quark Top
¿Porqué es interesante?
• Juega un papel muy
importante en la ruptura
de Simetrı́a Electro-débil
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El Quark Top
¿Porqué es interesante?
• Juega un papel muy
importante en la ruptura
de Simetrı́a Electro-débil
• Se acopla de manera
importante al Higgs
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El Quark Top
¿Porqué es interesante?
Flavor Changing Neutral Currents
• Juega un papel muy
importante en la ruptura
de Simetrı́a Electro-débil
• Se acopla de manera
importante al Higgs
• Prueba la validez de
modelos BSM
La determinación precisa de sus propiedades marca los lı́mites al
Modelo Standard y posibles modelos BSM
6 de 36
Outline
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
7 de 36
¿Cómo se producen los quarks top en el LHC?
Colisiones Proton-Proton
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Energı́a centro de masa
√
s = 7, 8 TeV
¿Cómo se producen los quarks top en el LHC?
Sección eficaz en colisiones proton-proton
De hecho, toda la fı́sica en el LHC
es QCD, determinada por
interacciones entre quarks y
gluones en los protones.
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¿Cómo se producen los quarks top en el LHC?
Sección eficaz en colisiones proton-proton
De hecho, toda la fı́sica en el LHC
es QCD, determinada por
interacciones entre quarks y
gluones en los protones.
9 de 36
¿Cómo se producen los quarks top en el LHC?
Pares de Quarks Top
• Fusión Gluón-Gluón (∼ 90%)
• Aniquilación Quark-Antiquark(∼ 10%)
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Single Top
¿Cómo detectamos quarks top?
Decaimiento del quark top
El top quark decae casi exclusivamente en W + b
Decaimientos a W + s o W + d son despreciables, corresponden a |Vts | y |Vtd | en la matriz CKM
La presencia de leptones cargados, neutrinos (missing ET ) y jets
(quarks) indican la existencia de quarks top.
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¿Cómo detectamos quarks top?
Detector ATLAS
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¿Cómo detectamos quarks top?
Detector ATLAS
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¿Cómo detectamos quarks top?
Decaimiento del quark top
Herramientas indispensables para
los análisis:
• b-tagging: Identificación del
quark b
• Jet energy scale (JES):
Corrección de la energı́a de los
jets
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Se usan todas las subcomponentes
del detector.
¿Cómo detectamos quarks top?
b-tagging – Herramienta de gran importancia en la fı́sica del quark top
• Reduce la contaminación por
background
• Reduce reconstrucción cinemática
errorea de los eventos
Algoritmos para b-tagging
• Aprovechan propiedades del Hadron B:
masa y tiempo de vida largos, vertices
desplazados y de decaimiento
• Extenso uso de Algoritmos basados en
Redes Neuronales (e.g. MV1)
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¿Cómo detectamos quarks top?
JES – Uno de los principales retos en la medición del quark top
La determinación de la energı́a corresp. a un partón es complicada:
• Efectos fı́sicos (decaimientos,...)
• Regiones ”muertas” del detector
• Contaminación por energı́a proveniente
de interacciónes multiples (pile-up)
• Similar en Astropartı́culas
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JES influencı́a errores
sistemáticos
Outline
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
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3 topologı́as para medir la masa del quark top
Canales de decaimiento
Dileptonico
2 Leptones
2 Neutrinos
b y b̄
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Semileptonico
1 Lepton
1 Neutrino
2 jets ligeros
b y b̄
Full Hadronic
4 jets ligeros
b y b̄
Estatus de las mediciones de la masa del quark top
• Progreso constante en la precisión de mtop en el LHC
• Estadı́stica ya no es un problema. Incertidumbre ∼ 1 GeV
• Los retos ahora son:
◦ Cuantificar correctamente los errores sistemáticos
◦ Homogeneizar los errores en ambos experimentos
◦ Combinar las mediciones de ambos experimentos
• Top background importante para Higgs y nuevos modelos BSM
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Outline
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
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Método del momento transversal del Lepton
Motivación
• Mediciones de alta precisión son el objetivo en el LHC
• Mediciones anteriores presentan errores sistemáticos no
despreciables (e.g. JES, ISR, FSR)
• Métodos alternativos/complementarios deben ser mas
independientes de los algoritmos de recontrucción de jets
• Método del momento transversal del Lepton
◦ Momento de los Leptones está bien calibrado usando decaimiento de
bosones Z
◦ Usa una parametrización del promedio de los valores obtenidos a
partir del espectro del momento transversal de los Leptones para
extraer la masa del quark top
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Datos
Datos experimentales
R
Datos del experimento ATLAS correspondientes a L = 4.7 fb−1
Monte Carlo
• MC@NLO: señal t t̄
• MC@NLO: s- and Wt-channels y AcerMC: t-channel en single top
• Alpgen: W + jets, Z + jets
• Herwig: Dibosones
Variaciones Monte Carlo de la masa del quark top
• 1 Full simulation: mtop = 172.5 GeV
• 12 AtlFast II: mtop = 140, 150, 160, 165, 167.5, 170, 175, 177.5, 180, 190, 200, 210 GeV
Data driven multijet background
• Muon channel: (Matrix Method A + Matrix Method B)/2
• Electron channel: Matrix Method Electron + Jets
22 de 36
Método del momento transversal del Lepton
Observable: Promedio del
momento de los leptones
• Para cada masa en MonteCarlo
(señal + bkg) calcular hpT i
• Graficar hpT i contra la masa
hipotética del top
• Hacer un fit lineal
• Usar los valores de hpT i
extraidos de los datos
experimentales para estimar el
valor de la masa del quark top
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Selección de eventos
Selección Lepton + Jets
• Exáctamente un lepton aislado (e o µ)
con pT > 30 GeV
• Al menos 4 jets con pT > 25 GeV
• Un b-jet identificado por MV1 (70% ef.)
• Canal Muon:
◦ ETMiss > 40 GeV
◦ Corte triangular: ETMiss + mT (W ) > 60 GeV
• Canal Electron:
◦ ETMiss > 50 GeV
◦ mT (W ) > 35 GeV
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Backgrounds
• QCD (Leptones mal identificados
provenientes de multijet background)
• Jets
• Bosones W y Z
25 de 36
Backgrounds
• Un evento QCD (Multijet background)
tiene muy poca probabilidad de
sobrevivir la selección de top, pero su
σ es muy grande
• Imposible producir suficiente Monte
Carlo
• Para estimar la cantidad de Leptones
mal identificados que pasan la
selección de top quarks se usan
métodos ”data-driven”
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Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (140 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (140 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (140 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (140 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
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60
80
100
120
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electron pT [GeV]
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60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
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180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (150 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (150 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (150 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (150 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
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180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (160 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (160 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (160 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (160 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
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160 180 200
electron pT [GeV]
20
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60
80
100
120
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160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
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180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Work in progress
Data Egamma
ttbar (165 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (167.5 GeV)
Multijet
500
400
300
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (165 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (167.5 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
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60
80
100
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electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
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180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Work in progress
Data Egamma
ttbar (167.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (167.5 GeV)
Multijet
500
400
300
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (167.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (167.5 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (170 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (170 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (170 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (170 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (172.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (172.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (175 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (175 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (175 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (175 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Work in progress
Data Egamma
ttbar (177.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (177.5 GeV)
Multijet
500
400
300
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (177.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (177.5 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (180 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (180 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (180 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (180 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (190 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (190 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (190 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (190 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (200 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (200 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (200 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (200 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MC
600
ATLAS
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (210 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (210 GeV)
Multijet
500
400
300
ATLAS
600
400
200
100
40
60
80
100
120
140
160
180
0
0
200
ratio
ratio
20
2
1
0
0
Data Muons
ttbar (210 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top (210 GeV)
Multijet
800
200
0
0
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
200
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
• Incluyendo todas las masas MC para señal t t̄ y single top
• Incluyendo métodos ”data-driven” para multijet background
• Calcular hpT i de cada distribución para crear la curva de calibración
26 de 36
180
2
Método pT Lepton: Comparación Data - MonteCarlo
ATLAS
600
Entries
Entries
Espectros del pT de los Leptones después de la selección de eventos
Work in progress
Data Egamma
ttbar (172.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top
Multijet
500
400
300
ATLAS
Data Muons
ttbar (172.5 GeV)
W+jets
Z+jets
WW,ZZ,WZ
Single top
Multijet
800
600
400
200
200
100
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1
0
0
0
0
200
2
ratio
ratio
Work in progress
1000
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
electron pT [GeV]
20
40
60
80
100
120
140
160
180
20
40
60
80
100
120
140
160 180 200
muon pT [GeV]
1
0
0
Observaciones:
• Distribuciones del pT corresponden con la masa esperada del top quark
• Desafortunadamente, los modelos disponibles para estimar el background
de QCD no describen pT correctamente (Aquı́ se puede mejorar)
27 de 36
200
2
70
Parametrizado usando un
fit lineal, con inclinación λ
e intersección κ, centrado
en m0 = 172.5 GeV:
Electrons
Leptons
Muons
68
T
<p > [GeV]
Método pT Lepton: Fit Lineal
66
64
62
60
Mtop =
58
56
140
150
160
170
180
190
hpTDatos i − κ
+ m0
λ
200
210
Mtop [GeV]
Resultados preliminares
hpTDatos i [GeV]
Masa quark top [GeV]
Electron
63.17 ± 0.27
170.23 ± 1.13 (stats.)
Muon
60.54 ± 0.19
169.74 ± 1.07 (stats.)
Canal
28 de 36
Test de consistencia
Fijar como input hpT i de la señal MC t t̄ = 172.5 GeV + backgrounds
en lugar del valor de los datos experimentales
<pT > [GeV]
70
Electrons
Leptons
Muons
68
66
64
62
60
58
56
slope λ
intercept κ
MC hpT i
Mtop
140
150
160
Lepton
0.112 ± 0.001
61.86 ± 0.02
61.79 ± 0.07
171.82 ± 0.66
170
180
190
200
210
Mtop [GeV]
Electron
0.121 ± 0.002
63.53 ± 0.04
63.35 ± 0.12
170.97 ± 1.07
Muon
0.105 ± 0.002
60.80 ± 0.03
60.82 ± 0.08
172.65 ± 0.85
¡El método funciona!
29 de 36
Errores Sistemáticos
Systematic
ATLFAST-Fullsim difference
B-Jet Energy Scale
B-Tagging Efficiency
C-Tagging Mistag Rate
Color Reconnection
Electron Energy Resolution
Jet Energy Resolution
Jet Reconstruction Efficiency
Jet Vertex Fraction
Lepton ID Efficiency
Lepton Reconstruction Efficiency
Lepton Trigger Efficiency
Light-Jet Energy Scale
Light-Tagging Mistag Rate
MC Generator
MET Cell Term
Muon Energy Resolution
Muon Scale
QCD Normalisation
Shower simulation
W+HF Fractions
W+Jets Norm
Total
30 de 36
electron channel
∆mTop [GeV ]
∆ FSR
0.61
0.01
0.53
0.13
0.21
0.30
0.33
0.07
0.19
0.03
0.05
0.01
0.64
0.07
0.59
0.01
0.31
0.02
0.05
0.00
0.00
0.00
0.02
0.00
0.81
0.27
0.06
0.04
1.28
0.03
0.23
0.01
0.00
0.00
0.61
0.01
1.35
0.13
2.35
1.09
0.02
0.00
0.11
0.05
3.43
1.19
muon channel
∆mTop [GeV ]
∆ FSR
0.20
0.01
0.54
0.13
0.82
0.26
0.15
0.05
0.07
0.13
0.00
0.00
1.28
0.10
0.20
0.02
0.09
0.01
0.01
0.00
0.06
0.00
0.06
0.00
0.53
0.33
0.12
0.03
1.82
0.08
0.13
0.00
0.15
0.01
0.00
0.00
0.47
0.03
1.04
0.96
0.04
0.01
0.22
0.06
2.78
1.07
Outline
El quark top
¿Cómo producir/detectar quarks top?
Estatus de la medición de la masa del quark top
Medición de la masa del quark top usando el Método del Momento
transversal del Lepton
Resumen y conclusiones
31 de 36
Resumen
• Producción de top quarks en el LHC
• Detección de top quarks en ATLAS
• Estatus de las mediciones de la masa del quark Top
• Medición de la masa del quark top usando el método del Lepton pt
◦ Eventos seleccionados en el canal Lepton + jets
◦ Usando un fit lineal del promedio del momento transversal de los
Leptones se calculó la masa del quark top
32 de 36
Conclusiones
Resultados preliminares para
R
L = 4.7 fb−1
hpTDatos i [GeV]
Masa quark top [GeV]
Electron
63.17 ± 0.27
170.23 ± 1.13 (stats.)
Muon
60.54 ± 0.19
169.74 ± 1.07 (stats.)
Canal
• Se observan valores menores a la masa esperada del quark top,
debido a deficiente descripción de MC y multijet backgrounds
• El método Lepton hpT i funciona
• Se calcularon errores sistemáticos indicando muy buenas
posibilidades del método en mediciones de alta precisión
• Combinación con otros métodos en progreso: Distancia de
decaimiento del B-Hadron (para reducir ISR/FRS)
33 de 36
Backup
34 de 36
Event yields
ttbar
W+Jets
Z+Jets
Dibosons
single top
Multijet
Sum bkg
Sum MC
Data
35 de 36
Electron channel
9675.0 ± 22.4
1302.3 ± 31.4
121.2 ± 4.0
21.5 ± 0.9
640.7 ± 7.6
743.7 ± 371.8
2829.4
12504.4
12644.0
Muon channel
16008.0 ± 28.9
2555.8 ± 46.4
208.1 ± 5.3
39.6 ± 1.2
1092.1 ± 9.8
201.6 ± 40.3
4097.2
20105.2
21064.0
Muon + jets matrix method A
Implementation of the method
• Define two samples upon data:
◦ Loose selection: TopCommon, no muon isolation
◦ Tight selection: Loose + isolated muon
• Determine signal and fake efficiencies
FAKE
ε
=
FAKE
Ntight
SIG
ε
FAKE
Nloose
=
SIG
Ntight
SIG
Nloose
• Solve matrix equation to obtain N FAKE
Nloose
Ntight
=
1
εSIG
1
εFAKE
N SIG
N FAKE
!
• Provided efficiencies applied to data in the form of event weights
• Normalization taken into account by the weights
36 de 36