Déclenchement

Canal : 0 lepton

Le système de déclenchement utilisé dans le canal 0 lepton repose sur la mesure de l’énergie transverse manquante. La ligne de déclenchement utilise les seuils de 50 GeV et 70 GeV pour respectivement les systèmes de déclenchement au niveau L1 et HLT. Dans certaines études, le seuil du HLT est 80 GeV car au moment de l’étude seul ce système de déclenchement était disponible dans les échantillons Monte-Carlo. Ce sont les lignes de déclenchement non pré-échantillonnées possédant les seuils les plus bas. De plus, afin de maximiser les performances de l’analyse, le système de déclenchement est utilisé dans une région de l’espace des phases où son efficacité n’est pas de 100%. Comme le montre la figure 104, l’efficacité est de 85% à 150 GeV, le système de déclenchement devient 100 % efficace à 200 GeV. L’étude de l’efficacité est donc très importante.

(a) (b)

Figure 105 – Efficacité du système de déclenchement dans le Monte Carlo pour des événe-ments W (µ, ν) + jets comportant (a) 2 jets (b) 3 jets ou plus en fonction de la MET et de sumpt.

L’énergie transverse manquante au niveau du système de déclenchement est déterminée à partir de l’information du calorimètre seul. Les muons ne sont pas pris en compte. Pour évaluer l’efficacité du système de déclenchement, il est nécessaire de trouver un processus physique présentant une signature similaire à ννqq. A ce niveau, le processus W (µν)+ jets est utilisé, en effet, les muons ne déposent presque pas d’énergie dans le calorimètre. En retirant la contribution des muons dans le calcul de l’énergie transverse manquante, on obtient un traitement de l’énergie transverse manquante cohérent avec celui du système de déclenchement. Un ensemble de coupures permettant de sélectionner les événements W (µν) + jets est alors défini. Un système de déclenchement orthogonal au système de déclenchement HLT_xe70 basé sur les muons est utilisé : HLT_mu20_iloose_L1MU15 ou HLT_mu50. En effet, pour les grandes impulsions du boson W, les événements vont déclencher les deux options et on aura

p_{T ,W} = MET au niveau du système de déclenchement. L’efficacité du système de déclenchement est alors définie par le rapport du nombre d’événements passant la sélection et le système de déclenchement sur le nombre d’événements passant la sélection uniquement.

La seule variable possédant une corrélation significativement différente dans les données et la simulation avec l’efficacité du système de déclenchement est la somme des impulsions trans-verses (sumpt) des, au plus, trois jets de plus hautes impulsions transtrans-verses. Cette corrélation dans la simulation est montrée sur la figure 105 et le rapport de l’efficacité dans les données sur l’efficacité dans la simulation est montrée sur la figure 106. Le comportement de l’efficacité n’est pas le même dans les données et le Monte-Carlo à bas sumpt.

Une coupure sur sumpt est donc appliquée pour retirer la région concernée. La valeur de la coupure est la même que pour l’analyse du run 1, dans les événements à 2 jets la coupure est de 120 GeV, pour les événements de 3 jets ou plus elle est de 150 GeV. L’impact d’une augmentation de la coupure sur la sensibilité de l’analyse a été étudié.

Pour cette étude, la sélection présentée dans la table 25 est utilisée, cette sélection est très similaire à celle présentée dans la section 7.5.

De plus, le régime résolu est utilisé pour toute impulsion transverse du boson Z. La signi-fication statistique est évaluée en utilisant la formule suivante :

signification statistique = s X i 2((s_i+ b_i) ln(1 + ^si b_i − s_i) (247)

(a) (b)

Figure 106 – Rapport de l’efficacité évaluée dans les données sur l’efficacité évaluée dans le Monte Carlo pour des événements W (µ, ν) + jets comportant (a) 2 jets (b) 3 jets ou plus en fonction de la MET et de sumpt.

HLT_xe80 min[∆Φ(MET, jets)] > 20^◦ MET > 150 GeV ∆Φ(MET, h) > 120^◦

MET_trace > 30 GeV ∆Φ(MET, MET_trace) > 90^◦

N(Jets de signal) > 2 ∆Φ(jet1, jet2) > 140^◦ pTB1 > 45 GeV 105 6 mh 6 145 GeV sumpt > 120 GeV (150 GeV pour 3 jet ou plus) Veto sur les taus medium

Table 25 – Coupures appliquées pour l’étude de la coupure sur sumpt

où la somme porte sur l’ensemble des points d’une distribution, dans cette étude il s’agit de la distribution de la masse transverse du système Zh définie par :

m_{V h}= q (Eh T + MET)2− (~ph T +MET)^~ 2 (248) où Eh T = q ph T 2 + m2 h avec ~ph

T l’impulsion transverse du système de deux jets et ph

T sa norme. La signification statistique est calculée indépendamment pour 2, 3 et 4 jets ou plus puis elles sont combinées en effectuant une somme quadratique. La formule repose sur l’approximation de Wilks [146] et Wald [144] du rapport de vraisemblance.

Pour retirer complètement la région concernée, il peut être nécessaire d’augmenter la cou-pure. Comme le montre la figure 107, une augmentation à 150 GeV (180 GeV) pour les événe-ments comportant 2 jets (3 jets ou plus) a un effet négligeable sur le signal A → Zh pour une masse m_Ade 400 GeV. Toutefois, une augmentation à 180 GeV (200 GeV) pour les événements comportant 2 jets (3 jets ou plus) commence à avoir un impact sur la signification statistique de 7% (17%). Néanmoins, après la coupure définie au run 1, le biais restant entre les données et le Monte-Carlo a été jugé négligeable, la coupure n’a donc pas été augmentée.

Canal 2 leptons

Le canal 2 leptons utilise un système de déclenchement basé sur les électrons et les muons. La liste complète des lignes de déclenchement est donnée dans la table 26. Les lignes de dé-clenchement utilisant les muons requièrent la présence d’un muon isolé ou d’un muon non isolé mais possédant une impulsion transverse de 20 GeV. De plus, la résolution sur la mesure

(a) (b) (c)

Figure 107 – Evolution de la signification statistique en fonction de la coupure sur sumpt pour (a) 2 jets, (b) 3 jets et (c) 4 jets ou plus.

de l’impulsion transverse des muons est excellente contrairement à la résolution sur l’énergie transverse manquante. Afin de s’assurer de la validité des facteurs de correction d’efficacité appliqués, le lepton ayant déclenché l’enregistrement de l’événement doit correspondre à un des leptons obtenus par la reconstruction complète. La différence d’efficacité est corrigée en appliquant des facteurs d’échelles qui tiennent compte de la présence de plusieurs leptons dans l’événement alors qu’un seul lepton est requis pour l’enregistrer. L’étude des systèmes de dé-clenchement avec 2 leptons n’étant pas assez avancée, ils n’ont pas été utilisés, toutefois des résultats préliminaires montrent un gain d’acceptance marginal de l’ordre de 2%.

0 lepton 2 leptons HLT_xe70 HLT_mu20_iloose_L1MU15 OR HLT_mu50 HLT_e24_lhmedium_L1EM20VH (data) OR HLT_e24_lhmedium_L1EM18VH (MC) OR HLT_e60_lhmedium OR HLT_e120_lhloose

Table 26 – Table récapitulative des lignes de déclenchement utilisées.

Dans le cas où un électron et un muon sont présents dans l’événement, le facteur d’échelle associé à l’électron est appliqué en premier. Si l’électron n’a pas déclenché l’enregistrement alors celui du muon est appliqué.