IV.2 M´ ethodes d’´ etiquetage
IV.2.5 Am´ eliorations diverses
Plutˆot que d’ajouter de nouvelles variables, on peut tˆacher d’am´eliorer les m´ e-thodes existantes. Certaines des am´eliorations d´ecrites ci-dessous sont d´ej`a impl´ e-ment´ees, d’autres sont encore au stade du d´eveloppement.
IV.2.5.1 Suppression de certaines traces
Certaines particules peuvent contribuer `a donner un poids positif `a des jets l´egers, ce qui diminue les facteurs de rejet.
Les K0S et les Λ, par exemple, ont respectivement des distances de vol cτ de 2,68 et 7,89 cm. Les modes de d´esint´egrations visibles par le d´etecteur interne sont K0
S → π+π− et Λ → pπ−, et les produits de ces d´esint´egrations sont des particules qui ont donc de grands param`etres d’impact.
Ces traces sont d´ej`a souvent ´ecart´ees de la s´election par les crit`eres |a0| < 1 mm et “au moins un coup dans la couche b”. Mais dans certains cas d´efavorables (si ces particules se d´esint`egrent avant R < 5 cm, par exemple), des jets l´egers peuvent contenir un vertex secondaire similaire `a celui cr´e´e par un hadron beau.
Fig. IV.2.7 – Quelques distributions pour des vertex `a deux traces :
(a) Spectre de la masse invariante π+π−, montrant un pic `a la masse de K0; (b) Spectre de la masse invariante pπ, montrant un pic `a la masse de Λ ;
(c) Distance entre les vertex primaire et secondaire dans le plan transverse. Les pics correspondent aux interactions avec le tube du faisceau et les couches de pixels.
Si l’on applique la m´ethode SV, on peut rejeter une grande partie de ces ver-tex secondaires en exigeant que M, la masse invariante3 du vertex `a deux traces, soit en dehors des fenˆetres de masse correspondant au K0 et au Λ (figuresIV.2.7.a et IV.2.7.b). Mieux encore, on peut exclure les traces formant ces vertex de l’algo-rithme d’´etiquetage par param`etre d’impact, (π+π−) et (pπ−), ce qui a pour effet d’augmenter sensiblement le facteur de rejet.
Les interactions nucl´eaires avec la mati`ere du tube du faisceau ou du d´etecteur `a pixels (figure IV.2.7.c) peuvent ´egalement produire des vertex secondaires nuisibles `
a l’´etiquetage.
On peut donc supprimer les vertex dont le rayon correspond aux rayons des couches de pixels (cf tableau II.2.1), ainsi que les traces issues de ces points.
IV.2.5.2 Classification des traces
Parmi les traces d’un jet , seules les mieux reconstruites sont utilis´ees pour l’´ eti-quetage. Afin de les s´electionner, on applique les coupures dites “de qualit´e” sui-vantes :
• au moins 7 coups dans le syst`eme pixels + SCT ; • au moins 2 coups dans les pixels ;
• 1 coup dans la couche b des pixels ;
• pas de coup partag´e dans les pixels, ni dans le SCT ;
3Cette masse invariante est calcul´ee en supposant que les traces sont soit deux pions, soit un proton et un pion.
• pas d’ambigu¨ıt´e dans la couche b des pixels ; • trace ajust´ee `a une h´elice avec χ2 < 3.
Il arrive que l’ajustement d’une trace soit tr`es bon (les χ2 sont tr`es proches) en utilisant alternativement deux points de mesure distincts dans la premi`ere couche de pixels rencontr´ee (voir figure IV.2.8). Dans de tels cas, on se trouve face `a une
Fig. IV.2.8 – Deux points de mesure distincts permettent un bon ajustement pour une trace : c’est une ambigu¨ıt´e.
ambigu¨ıt´e, et il est impossible de choisir le point de mesure correct. Une telle trace ne passe pas le crit`ere dit d’ambigu¨ıt´e.
Les traces satisfaisant ces crit`eres sont qualifi´ees de “bonnes”, les autres de “mau-vaises”, car les premi`eres ont un pouvoir discriminant (au sens de l’´etiquetage) plus fort que les secondes. C’est pourquoi utiliser indistinctement toutes les traces conduit `
a des performances d’´etiquetage moindres. Dans les m´ethodes d´ecrites pr´ec´ edem-ment, les mauvaises traces sont donc simplement ignor´ees.
Il est n´eanmoins possible d’exploiter certaines de ces traces de mani`ere s´epar´ee, en d´efinissant tout d’abord un sous-ensemble parmi les mauvaises traces. Ainsi, les traces passant toutes les coupures de qualit´e sauf “pas d’ambigu¨ıt´e” ou “pas de coup partag´e” peuvent ˆetre qualifi´ees de “traces m´ediocres” (interm´ediaires entre bonnes et mauvaises).
On construit un poids de jet wjetT M qui ne prend en compte que les traces m´ e-diocres, en ´etablissant de nouvelles fonctions de calibration `a partir de ces mˆemes traces.
Ce nouveau poids peut ˆetre additionn´e au poids wBT
jet obtenu `a partir des bonnes traces : wjet = wjetBT+wT Mjet . L’am´elioration du facteur de rejet est sensible (cf section
IV.3).
Une analogie peut ˆetre ´etablie entre cette classification des traces et le fait que l’on utilise une combinaison de a0et z0au lieu du v´eritable param`etre d’impact tridi-mensionnel : on exploite le maximum d’informations disponibles, tout en conservant une discrimination optimale.
IV.2.5.3 Am´eliorations futures
Plutˆot que d’ignorer simplement les traces issues des K0S et des Λ, il est envi-sageable d’utiliser les “traces neutres”, c’est `a dire d’exploiter directement les para-m`etres d’impact transverse et longitudinal des K0
S et des Λ, reconstruits `a partir des produits de leur d´esint´egration.
On peut ´egalement tenter de reconstruire les vertex secondaires et tertiaires, dans le cas des cascades B→D→X, et non plus des vertex secondaires effectifs.
Il est aussi th´eoriquement possible d’utiliser plus de deux cat´egories de traces (bonnes et m´ediocres) : cela apporterait probablement un gain en termes de perfor-mances d’´etiquetage.
Enfin, pour diminuer la d´ependance de l’´etiquetage des jets b au choix du lot utilis´e pour la construction des fonctions de vraisemblance, on pourrait construire celles-ci en fonction du η et pT des jets.
Ces am´eliorations sont en cours d’´etude, c’est pourquoi aucun r´esultat ne sera donn´e par la suite.