Interpretation des recherches de neutralinos

IV.2 Interpretation hors MSSM contraint

IV.2.2 Interpretation des recherches de neutralinos

1~;

1), calculees avec cette combinaison des analyses on fait toujours la suppo-sition que le rapport d'embranchement Br(~

! ~0

1W()) vaut 1. On voit que pour des masses de charginos plus grandes que 70 GeV et pour un *M proche de 40 GeV, on peut exclure a 95 % de niveau de conance un signal de chargino avec une section ecace de production plus grande que 0.15 pb. Dans la region 15 *M 65 GeV, qui represente plus de la moitie du planM~0

1/M~

1, on exclut un signal de chargino avec une section ecace superieure a 0.4pb. Pour des *M proches de 0, on ne peut pas mettre de limite sur la section ecace de production car l'ecacite de selection est quasiment nulle. Lorsque la masse du

1 est presque nulle et que les charginos ont une masse proche du seuil de production, les evenements attendus ont peu d'energie manquante et sont noyes dans le fond standard. Dans cette region la section ecace limite est inferieure a 16pb.

On remarque des echelons dans les contours pourM~ 1

86 GeV etM~ 1

80.5 GeV qui correspondent respectivement a l'introduction des donnees a 172 et 161 GeV. Il faut noter que les donnees collectees ap

s= 130, 136 et 140 GeV ne sont pas incluses dans cette gure (la somme des luminosites integrees de ces donnees represente moins de 10 pb;1).

IV.2.2 Interpretation des recherches de neutralinos

Dans les donnees obtenues ap

s= 161, 172 et 183 GeV, nous avons cherche des evenements neutralinos du typee+e;

!~0 2~0

1 dans le cas ou ~0 2

!~0

1qq!(par l'intermediaire d'un bosonZ

reel ou virtuel). Comme dans le cas des charginos, on peut mettre une limite superieure sur la section ecace de production(e+e;

!~0 2~0

1) en supposant que le rapport d'embranchement

Br(~0 2

!~0

1Z()) vaut 1 cette supposition est valable lorsque la masse des particules sca-laires est grande par rapport a la masse du Z.

Les analyses de neutralino utilisees sont constituees de sous-selections independantes sensibles au signal sur tout le plan M~0

2/M~0

1. La methode utilisee pour obtenir les limites sur la section ecace de production(e+e;

!~0 2~0

1) est similaire a ce qui a ete fait pour les charginos: nous avons applique des contraintes cinematiques sur l'energie visible (coupures

Emin et Emax) pour chaque signal de neutralino a partir des distributions d'evenements Monte Carlo nous avons genere 64 lots de 1000 a 2000 evenements a p

s = 183 GeV (40 lots a 161 et 172 GeV), repartis uniformement sur tout le plan M~0

2/M~0

1 (excepte la region correspondant aux recherches a LEP1). Nous avons simule plusieurs lots d'evenements dans la region *M ' 90 GeV, la ou l'ecacite de selection passe par un minimum (l'eet est le plus fort proche du seuil de production: M~0

2+M~0 1

170 GeV). An d'obtenir les ecacites 167

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

Mχ

₁+

(GeV)

M

χ

1 0

(GeV)

σ > 5 pb exclue 2 pb 0.8 pb 0.4 pb 0.2 pb 0.15 pb χ₁+ → W^+*χ₁0

Figure IV.4: Les contours montrent les valeurs des sections ecaces limites lim(e+e; ! ~ + 1~; 1) en fonction de M~ 1 et de M~0 1 en supposant que Br(~ 1 ! W()~0 1) = 1: une production de charginos dont la section ecace est superieure a la section ecace limite est exclue a 95 % de niveau de conance.

intermediaires en chaque point du plan M~0 2/M~0

1, ainsi que les nombres d'evenements de fond total, de fond soustrayable et de donnees, nous avons eectue une interpolation lineaire des ecacites et des valeurs des coupuresEmin etEmaxsuivant le *M puis suivant la somme

M~0

2 +M~0 1.

Combinaison des selections a

183 GeV

A 183 GeV, on dispose de 4 sous-selections plus ou moins sensibles en fonction du *M. Pour l'interpretation des resultats des recherches de neutralinos, nous allons traiter les 4 sous-selections comme 4 analyses independantes et rechercher la combinaison de ces ana-lyses qui donne la meilleure sensibilite au signal comme cela a ete fait pour les deux canaux de recherche d'evenements charginos. Les 4 sous-selections engendrent 15 combinaisons pos-sibles. A titre d'exemple, la gure IV.5 montre l'evolution de la fonction de sensibilitef en fonction du *M pour une somme de masse M~0

2+M~0

1 = 176 GeV. Les points representent la sensibilite de chacune des 4 sous-selections prises independamment alors que la ligne conti-nue represente la combinaison qui donne la meilleure sensibilite parmi les 15 combinaisons possibles. 0 100 200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 ∆ M (GeV) Fonction f Mχ^~₂0 + Mχ^~₁0 = 176 GeV Sous-sélection 1 Sous-sélection 2 Sous-sélection 3 Sous-sélection 4 Meilleure combinaison

Figure IV.5: Sensibilite en fonction du *M (M~0

2 +M~0

1 = 176 GeV) pour les quatre sous-selections de l'analyse neutralino et pour la meilleure combinaison de ces sous-sous-selections.

Bien entendu, le choix de la meilleure combinaison est fait independamment du nombre d'evenements de donnees selectionnes. Nous avons decide d'utiliser cette methode pour les neutralinos etant donne les nombres assez importants d'evenements attendus pour chaque sous-selection. La meilleure selection est rarement la somme de toutes les sous-selections: considerons deux analyses (1) et (2) sensibles a un m^eme signal et sans recouvrement pour simplier le propos la premiere obtient une ecacite de 40 % sur le signal pour un fond

attendu de 3 evenements et l'autre, une ecacite de 5 % pour un fond de 2 evenements. La meilleure combinaison entre les analyses (1), (2) et (1+2), basee sur le calcul de la fonction

f, est l'analyse (1). La combinaison (1+2) obtient une ecacite de 45 % pour un fond de 5 evenements le gain d'ecacite dans ce cas ne peut compenser l'introduction d'un fond supplementaires de 2 evenements par rapport a l'analyse (1).

Combinaison des analyses a

s =

161, 172 et 183 GeV

Le principe est le m^eme que dans le cas des charginos. On suppose que la section ecace de production (e+e;

! ~0 2~0

1) est independante de p

s. La limite a 95 % de niveau de conance est obtenue pour la combinaison des analyses donnant la plus grande sensibilite (pour la combinaison, les ecacites sont ponderees par la luminosite integree recueillie a chaque pas en energie). La gure IV.6 montre les limites sur cette section ecace dans le plan M~0

1/M~0

2 en supposant que Br(~0 2

!~0

1Z()) = 1. On peut exclure une production de ~

0 2~0

1 superieure a 0.25 pb lorsque 25 *M 70 GeV. Pour les *M proches de 0, on ne peut pas mettre de limite sur la section ecace car l'ecacite de la selection est tres faible. Dans la region a grand *M (*M 90 GeV), la plus mauvaise limite sur la section ecace de production(e+e;

!~0 2~0

1) est de 2.5pb. La region ou M~0

2+M~0 1

91:2 GeV concerne les recherches directes de neutralinos a LEP1 (p

s = MZ) 2] (limites sur les productions

e+e; ! ~0 2~0 1 et e+e; ! ~0 2~0 2 lorsque les ~0 2 se desintegrent en ~0 2 ! ~0 1Z ! ~0 1ff^!et en ~ 0 2 !~0

1) et les contraintes provenant des mesures precises de la largeur de desintegration du Z 1], 3].

Dans le document Recherche de charginos et de neutralinos avec le détecteur L3 au LEP (Page 168-171)