• Non ci sono risultati.

Analisi dei fondi

dove l = e, µ, é stata fatta un’ulteriore selezione sul campione ottenuto in modo da ridurre le discrepanze tra dati e MC dovute ai fondi non simulati, richiedendo che gli eventi abbiano:

• mmiss nell’intervallo 1.2 GeV≤ mmiss ≤ 8 GeV;

• pT

l,π/Emiss deve essere pTl,π/Emiss ≥ 0.14

• l’energia depositata dal π nel calorimetro deve essere Eπ−cal ≥ 0.18 GeV;

• l’acoplanaritá deve essere ∆Φ12≤ 3.06;

• l’energia dell’evento nell’intervallo 2.5 GeV ≤ Eevent ≤ 9.5 GeV;

• l’impulso del π deve essere pπ ≥ 1.3 GeV.

Nelle tab. 6.10, 6.11 sono riportate, rispettivamente, le efficienze cumu- lative per i vari tagli sopra descritti ed il numero di eventi nei campioni MC e dati dopo quest’ultima selezione. Dai risultati riportati nella tab. 6.11 si nota che la discrepanza tra dati e MC si è ridotta allo 0.07%.

Nella tab. 6.12 sono riportati in dettaglio i diversi fondi nel campione MC selezionato.

Taglio dati MC

1.2 GeV≤ mmiss ≤ 8 GeV 0.881 0.930

pT

l,π/Emiss ≥ 0.14 0.660 0.710

Eπ−cal ≥ 0.18 GeV 0.584 0.640

∆Φ12 ≤ 3.06 0.519 0.576

2.5 GeV≤ Eevent ≤ 9.5 GeV 0.509 0.566

pπ ≥ 1.3 GeV 0.385 0.437

Tabella 6.10: efficienze cumulative per la selezione del campione τ → πνγ, τ → lνν per MC (normalizzato ai dati) e dati¯

6.6

Analisi dei fondi

Dai dati riportati nella tab. 6.12 si nota che le tre fonti di fondo principali sono τ → ρ(→ ππ0)ν, τ → πν, τ → µν ¯ν. Studiando singolarmente questi

canali di decadimento ed utilizzando la veritá MC delle particelle selezionate, é stata raggiunta una buona comprensione dei fondi e sono state selezionate

6.6 Analisi dei fondi 60 eventi Dati 1056029 MC 1056788 τ+τ− (segnale) 19446 τ+τ(fondo) 1035134 µ+µ2015 u¯u/d ¯d/s¯s 146 c¯c 23 b¯b 0 Bhabha 29 S/B 0.019 S/√S + B 18.916

Tabella 6.11: eventi τ → πνγ, τ → lν ¯ν nel campione MC (normalizzato ai dati) e nei dati dopo la selezione cinematica.

processo eventi fraz. sul fondo fraz. sul totale

e+e→ gen 2218 0.002 0.002 τ → µνν 22810 0.022 0.021 τ → πν 398734 0.384 0.377 τ → ρ(→ ππ0 τ 543169 0.524 0.514 τ− → K∗−(→ K0 Lπ−)ντ) 10265 0.010 0.010 τ− → a1−( → π−π0π0 τ 10887 0.010 0.010 τ → µγνν 3938 0.004 0.004 other 45319 0.044 0.043

Tabella 6.12: fonti di fondo nel campione MC (normalizzato ai dati)

alcune variabili per la discriminazione segnale/rumore che saranno poi uti- lizzate nell’analisi multivariata.

La veritá MC fornisce tutte le informazioni sulle particelle nell’evento; in particolare possiamo sapere il tipo di particella selezionata e la particella che l’ha generata.

Nelle tabb. 6.13, 6.14 sono riportate le veritá MC del neutro selezionato per i fondi τ → ρ(→ ππ0)ν e τ → πν, mentre nella tab. 6.15 é riportata la veritá

MC dell’adrone per il fondo τ → µν ¯ν.

Nelle tabelle sono riportate, inoltre, la frazione di ogni categoria specifica di eventi su ogni fondo analizzato (fraz. sul fondo sel.) e la frazione di ogni categoria sul fondo dell’intero campione MC selezionato (fraz. sul totale). La

6.6 Analisi dei fondi 61

categoria unmatched si riferisce a quella classe di eventi senza corrispondenza con la veritá MC.

Dai risultati si púo ricavare che il neutro selezionato può essere: • un fotone, prodotto da:

– π0, nel decadimento π0 → γγ, in cui uno dei fotoni non viene

ricostruito; il π0 è prodotto dal decadimento della ρ → ππ0, ed è

la fonte di fondo dominante nell’analisi; – e±

, dove il fotone può essere emesso sia dal leptone nell’emisfero di tag o essere prodotto come radiazione nello stato iniziale (ISR); – π±, dove il fotone può essere emesso nell’interazione del π con il

materiale del rivelatore;

– τ±, dove il fotone viene emesso per radiazione nello stato finale

(FSR);

• una particella carica (e±, µ±, π±, p); queste sono prodotte dall’intera-

zione della traccia carica con il rivelatore dopo il sistema di tracciatura e quindi non sono riconosciute come tracce cariche;

• un neutrone, prodotto dall’interazione della traccia con il calorimetro. Dallo studio della veritá MC per la traccia carica, si ricava che in alcuni casi la traccia carica è un muone che viene identificato come π; questo é dovuto alla sequenza di riconoscimento delle tracce cariche e ad ηµ−as−π, come discusso

nei paragrafi 5.4 e 6.4.1.

genitore neutro eventi fraz. sul fondo sel. fraz. sul totale

unmatched 25346 0.047 0.024

π0 469381 0.864 0.444

γ 17824 0.033 0.017

other 13260 0.024 0.012

other 17358 0.032 0.016

6.6 Analisi dei fondi 62

genitore neutro eventi fraz. sul fondo sel. fraz. sul totale

unmatched 107398 0.270 0.102 π± 46480 0.116 0.044 τ± π± 40159 0.101 0.038 other 135 ' 0 ' 0 π± n 42228 0.106 0.040 other 1396 0.003 0.001 π± 45298 0.114 0.04365779 0.165 0.062 τ± γ 5825 0.015 0.005 π0 2242 0.006 0.002 other 1250 0.003 0.001 π± p 6383 0.016 0.006 other 198 ' 0 ' 0 π± 23108 0.058 0.022 τ± 1812 0.004 0.002 γ e± 630 0.001 ' 0 other 640 0.001 ' 0 τ± µ± 5383 0.013 0.005 π± 2324 0.006 0.002

Tabella 6.14: verità MC del neutro selezionato in τ → πν

traccia eventi fraz. sul fondo sel. fraz. sul totale

unmatched 12738 0.558 0.012

µ±

10072 0.442 0.009

Capitolo 7

Applicazione dell’analisi

multivariata

Dai risultati riportati nella tab. 6.11 si nota che gli eventi di segnale sono ancora sovrastati dagli eventi di fondo. Come detto nel cap. 4, l’analisi mul- tivariata consente di sfruttare le correlazioni tra diverse variabili per separare segnale e fondo. Utilizzando un insieme di variabili che descrivono gli eventi selezionati, la MVA calcola per ogni evento un classificatore y che assume valori reali all’interno di intervallo chiuso: se il classificatore y assume un valore vicino all’estremo destro dell’intervallo, allora l’evento viene classifi- cato come segnale; viceversa se y è vicino all’estremo sinistro dell’intervallo, l’evento viene valutato come evento di fondo.

7.1

Variabili utilizzate nell’analisi

Dopo aver selezionato gli eventi, sono state studiate le distribuzioni delle seguente variabili:

• thrust (T), definito nella sez. 6.1.1;

• θT, l’angolo polare che l’asse di thrust forma con l’asse z;ˆ

• mmiss, definita nella sez. 6.1.3;

• ∆Φ12, definita nella sez. 6.1.4;

• pT

l,π/Emiss, definita nella sez. 6.1.5;

• Eevent, l’energia totale nell’evento;

• θγ, l’angolo polare del neutro nel C.M;

7.1 Variabili utilizzate nell’analisi 64

• θπ, l’angolo polare della traccia di segnale nel C.M;

• θl, l’angolo polare del leptone di tag nel C.M;

• θτ −π, l’angolo tra il τ ricostruito ed il π nel C.M;

• θτ −γ, l’angolo tra il τ ricostruito ed il γ nel C.M;

• θτ −l, l’angolo tra il τ ricostruito ed il leptone nel C.M;

• θτ −πγ, l’angolo tra il τ ricostruito ed il sistema π− γ nel C.M;

• θl−πγ, l’angolo tra il leptone ed il sistema π− γ nel C.M.;

• θtracks, l’angolo tra le tracce selezionate nel C.M.;

• |~p|π, l’impulso del π nel rif. del C.M;

• |~p|l, l’impulso del leptone nel rif. del C.M;

• M2

missτ −decay, la massa mancante nel decadimento delτ . Questa è stata

calcolata da: M2 missτ −decay = (p µ τ − p µ π − p µ γ) 2

dove il quadrimpulso delτ è dato, approssimando la direzione del τ con la direzione dell’asse di thrust, da:

pµ τ =  s/2, q (√s/2)2− m2 τ  · ˆnT 

dove √s è l’energia disponibile nel C.M delle collisioni e+eed nˆ T è

l’asse di thrust;

• Minvπ−γ, la massa invariante del sistema πγ. Questa è stata calcolata

da:

Minvπ−γ =p(p

µ

π + pµγ)2

• θπ−γ, l’angolo tra il π ed il neutro selezionato;

• dπ−γ, la distanza del deposito di energia associato al candidato γ più

vicino al deposito di energia associato al π; • LAT , definito nella sez. 5.2;

• T P 2, definito nella sez 5.2; • s1s9, definito nella sez 5.2;

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