critère de sélection Isolation calorimétrique Isolation de la trace

FixedCutTightTrackOnly – p

/p

< 0.06

FixedCutTight E

/p

< 0.06 p

/p

< 0.06

FixedCutLoose E

/p

< 0.2 p

/p

< 0.15

Figure 4.6 – Efficacités d’isolation dans les données ainsi que le rapport de ces efficacités entre les données et

la simulation. Les efficacités sont montrées pour les différents critères de sélection en fonction de E_Tdans les

événements Z → ee [120].

4.3.4 Les muons

Reconstruction des muons dans le spectromètre à muons

La première étape consiste à reconstruire des traces laissées par les muons dans le spectromètre à muons. Cette reconstruction est basée sur un ajustement des points de mesure provenant de chaque chambre à muons (cfr section3.2.3).

Reconstruction combinée

La reconstruction combinée des muons est basée sur des informations issues du détecteur interne, du spectromètre à muons et des calorimètres. Quatre catégories de muons sont définies :

• combinés: les traces des muons sont reconstruites indépendamment dans le détecteur interne et le

spectromètre à muons, puis les traces combinées sont ré-ajustées en utilisant les points de mesures des deux sous-détecteurs.

• étiquetés à partir des segments: une trace dans le détecteur interne est associée à un muon si, une

fois extrapolée dans le spectromètre à muons, elle est associée à au moins un segment de trace dans les chambres MDT ou CSC. Les muons étiquetés à partir des segments sont utilisés lorsque les muons ne

traversent qu’une couche de chambres MS, soit en raison de leur faible p_T, soit parce qu’ils se trouvent

4.3 Reconstruction des particules et des quantités physiques

• étiquetés à partir des calorimètres: une trace dans le détecteur interne est identifiée comme celle

d’un muon si elle peut être associée à un dépôt d’énergie dans le calorimètre, compatible avec une particule au minimum d’ionisation. Cette catégorie de muons présente la pureté la plus faible de toutes les autres catégories, cependant leur acceptance est meilleure dans la région où le spectromètre à muons n’est que partiellement instrumenté (non couverte par les chambres à muons). Les critères d’identification des muons étiquetés à partir des calorimètres sont optimisés pour cette région (|η|<0.1)

pour des muons d’impulsion transverse 15 GeV<p_T<100 GeV.

• extrapolés: la trajectoire du muon est reconstruite à partir des traces dans le spectromètre à muons

et d’une exigence peu stricte sur le fait qu’elles proviennent du point d’interaction. Les paramètres de la trace du muon sont définis au point d’interaction, en tenant compte de la perte d’énergie du muon dans les calorimètres. En général, le muon doit traverser au moins deux couches de chambres du spectromètre à muons pour fournir une mesure de trace (trois couches sont nécessaires dans la région avant). Les muons dits extrapolés sont principalement utilisés pour étendre l’acceptance de muons dans la région 2.5 <|η|<2.7, qui n’est pas couverte par le détecteur interne.

Un muon peut se retrouver dans plusieurs catégories. Afin d’éviter les doubles comptages, si deux type de muons partagent la même trace, la préférence est donnée aux muons combinés, puis aux muons étiquetés à partir des segments et enfin aux muons étiquetés à partir des calorimètres. Le cas échéant, les traces avec une meilleure qualité d’ajustement et un plus grand nombre de points de mesure sont privilégiées.

Identification

L’identification des muons est réalisée en se basant sur des critères permettant de séparer le bruit de fond, principalement des désintégrations de pions et de kaons, des muons prompts. Les candidats muons provenant de désintégrations de hadrons chargés dans le détecteur interne sont souvent caractérisés par la présence d’une topologie particulière des traces reconstruites. En conséquence, la qualité de l’ajustement traces combinées est moins bonne que dans le cas de muons prompts. De plus les impulsions mesurées dans le détecteur interne et dans le spectromètre à muons peuvent ne pas être compatibles. Plusieurs variables offrant une bonne discrimination entre les muons prompts et les muons provenant de bruits de fond sont étudiées dans des événements t¯t simulés. Les muons issus de désintégrations des bosons W sont classés comme muons prompts, tandis que les muons issus de désintégrations de hadrons légers sont classés comme provenant de bruit de fond.

Trois catégories inclusive Loose, Medium, Tight, et complétées d’une quatrième high-pT, spécifiquement

construite pour maximiser la résolution des muons de haute impulsion transverse p_T > 100 GeV sont définies :

1. Medium : les muons Medium sont soit combinés soit extrapolés. Au moins trois points de mesure sont requis pour les muons combinés (un point de mesure et au plus un trou) dans au moins deux chambres à muons de la région |η| > 0.1 (|η| < 0.1). Les muons extrapolés ne peuvent se trouver que dans la région 2.5 < |η| < 2.7;

2. Loose : les muons Loose sont des muons Medium et les muons étiquetés à partir de segments ou du calorimètre dans la région η < 0.1;

3. Tight : menu medium avec des critères de qualité de trace supplémentaires;

4. high-pT : muons combinés du menu medium, dont la reconstruction se fait dans les régions de haute résolution des spectromètres.

L’efficacité de l’identification des muons est résumée dans la table4.2pour les quatre critères de sélection

Table 4.2 – Efficacité pour les muons prompts issus de la désintégration de W et des hadrons identifiés à tort comme des muons prompts dans les événements t¯t simulés. Les résultats sont présentés pour les quatre critères

de sélection d’identification séparant les muons par impulsion transverse basse (4 < p_T < 20 GeV) et élevé

(20 < p_T < 100 GeV) dans la région η < 2.5. Les incertitudes statistiques sont négligeables [123].

Sélection ^{4 < p}

< 20 GeV 20 < p

< 100 GeV



[%] 

[%] 

[%] 

[%]

Loose 96.7 0.53 98.1 0.76

Medium 95.5 0.38 96.1 0.17

Tight 89.9 0.19 91.8 0.11

High-p

78.1 0.26 80.4 0.13

De la même manière que les électrons, les critères d’isolation calorimétrique et sur les traces s’appliquent aux

muons. Trois critères de sélection pertinents sont définis dans la table4.3.

Table 4.3 – Critères d’isolation des muons.