jets beaux
IV.4.3 Le taux de mauvaise identification
La m´ethode SystemD ne consid`ere qu’un unique bruit de fond “cl” constitu´e `a la fois de jets charm´es et de jets l´egers. On ne peut donc pas l’utiliser pour estimer l’efficacit´e de s´election des jets l´egers seuls, appel´ee aussi taux de mauvaise identification.
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Difference w.r.t nominal L6_CC Difference w.r.t nominal L6_CC (a)L6 CC t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
Difference w.r.t nominal L6_EC Difference w.r.t nominal L6_EC
(b)L6 EC t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
Difference w.r.t nominal L6_ICR Difference w.r.t nominal L6_ICR
(c)L6 ICR
Figure IV.17 – Les facteurs d’´echelle pour le point de fonctionnement L6 d´eriv´es pour diff´erentes r´egions en ∣η∣ ( CC : ∣η∣ < 1.1, ICR : 1.1 < ∣η∣ < 1.5 et EC : ∣η∣ > 1.5) et pour diff´erentes p´eriodes de prise de donn´ees (Run IIb1 en bleu et Run IIb2 en rouge), ainsi que les facteurs d’´echelle nominaux d´eriv´es inclusivement sur les p´eriodes de prise de donn´ees (en noir). Chaque figure `a gauche repr´esente le rapport des facteurs d’´echelle d´eriv´es pour une Run2b2 sur inclusif (rouge) et RunIIb1 sur inclusif (en bleu). Les courbes en pointill´es noir correspondent aux variations `a plus ou moins un ´ecart standard des facteurs d’´echelles inclusifs.
IV.4.3.1 La m´ethode d’identification n´egative
L’approche utilis´ee consiste `a faire l’hypoth`ese qu’en absence de particules `a temps de vie long tels que les V0, la reconstruction de vertex d´eplac´es ou de traces `a haut pa-ram`etre d’impact dans le cˆone de reconstruction de jets l´egers est due `a une mauvaise reconstruction des traces et de la r´esolution du d´etecteur. Ces effets sont responsables, de la mˆeme mani`ere et dans la mˆeme proportion, de la reconstruction de traces avec un param`etre d’impact n´egatif ainsi qu’`a la reconstruction de vertex d´eplac´es correspondant `
a des longueurs de d´esint´egration n´egatives. Le taux de jets identifi´es comme jets beaux `
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 Difference w.r.t nominal L6_CC Difference w.r.t nominal L6_CC (a)L6 CC t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
Difference w.r.t nominal L6_EC Difference w.r.t nominal L6_EC
(b)L6 EC t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Scale Factor 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1
System 8 Muonic b-jets
t P 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Diff -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2
Difference w.r.t nominal L6_ICR Difference w.r.t nominal L6_ICR
(c)L6 ICR
Figure IV.18 – Les facteurs d’´echelles pour le point de fonctionnement L6 d´eriv´es pour diff´erentes r´egions en η ( CC : ∣η∣ < 1.1, ICR : 1.1 < ∣η∣ < 1.5 et EC : ∣η∣ > 1.5) et pour diff´erents intervalles de luminosit´e instantan´ee (Linst > 100.1030 s−1cm−2 en rouge et Linst < 100.1030 s−1cm−2 en bleu), ainsi que les facteurs d’´echelle nominaux d´eriv´es inclusivement en lumino-sit´e (en noir). Chaque figure `a gauche repr´esente le rapport des facteurs d’´echelle d´eriv´es pour une haute luminosit´e sur inclusif (rouge) et basse luminosit´e sur inclusif (en bleu). Les courbes en pointill´es noir correspondent aux variations `a plus ou moins un ´ecart standard des facteurs d’´echelles inclusifs.
de mauvaise identification[75].
On calcule donc la r´eponse de l’algorithme d’identification des jets beaux `a l’aide des variables calcul´ees en utilisant les traces de param`etres d’impact n´egatifs. Le taux d’iden-tification sur ce lot est appel´e identification n´egative (Negative Tag Rate, NTR).
De la mˆeme mani`ere que pour l’efficacit´e de s´election des jets beaux, le taux de mau-vaise identification est mesur´e dans les donn´ees et param´etris´e en fonction des grandeurs cin´ematiques des jets (PT, η). On d´erive les taux de mauvaise identification dans trois r´egions en η correspondant aux r´egions centrale (CC), inter-cryostats (ICR) et `a l’avant (EC) du calorim`etre : 0 ≤ ∣η∣ ≤ 1.0 (CC), 1.0 ≤ ∣η∣ ≤ 1.8 (ICR), 1.8 ≤ ∣η∣ ≤ 2.5 (EC) pour
chaque point de fonctionnement de l’algorithme.
IV.4.3.2 Les facteurs de correction du taux de mauvaise identification
Le N T R n’est pas un estimateur satisfaisant du taux de mauvaise identification. On consid`ere les corrections suivantes :
– La pr´esence de jets de saveurs lourdes comportant des traces ayant des param`etres d’impact n´egatifs augmente le taux d’identification n´egative. Etant donn´e qu’il n’existe pas de m´ethode pour ´evaluer cet effet directement `a partir des donn´ees, on utilise des ´ev´enements multijets simul´es avec et sans jets de saveurs lourdes. On en d´eduit le facteur correctif Fhf = N T
QCD,light
N T QCD,all
, correspondant au rapport de l’identi-fication n´egative N T
QCD,light mesur´ee sur des ´ev´enements simul´es avec des jets l´egers et N T
QCD,all mesur´ee sur une simulation inclusive en saveur.
– L’algorithme de r´ejection des V0 (voirIV.2.2) n’est pas efficace `a 100%, notamment il n´ecessite de trouver les deux traces de la d´esint´egration du V0. La contribution r´esiduelle de V0 influe sur le taux d’identification n´egative. Un facteur correctif Flf est calcul´e en utilisant des ´ev´enements simul´es avec des jets de saveurs l´eg`eres. Il correspond au rapport mesur´e de l’identification positive P T
QCD,lightsur l’identification n´egative N T
QCD,light : Flf = P T QCD,light
N T QCD,light
. La distribution de l’efficacit´e de s´election pour les traces de param`etres d’impact n´egatifs et positifs ´etant cens´ees ˆetre identique pour les traces provenant de jets de saveur l´eg`ere, la diff´erence provient donc de la contribution des V0.
Au final, le taux de mauvaise identification light est estim´e comme ´etant le taux d’identification n´egative mesur´e sur les donn´ees N T
datacorrig´e des effets pr´esent´es ci-dessus : light= N T
dataFhfFlf (IV.15)
IV.5 S´eparation b− c
La pr´esence de jets l´egers pour lesquels des vertex secondaires sont reconstruits est essentiellement due aux traces mal reconstruites. Par contre, les jets charm´es comportent aussi des vertex secondaires et des traces `a grand param`etre d’impact, comme les jets beaux, mais dans une moindre mesure. Les performances de s´election des jets charm´es avec l’algorithme d’identification des jets beaux est alors interm´ediaire entre jets l´egers et beaux.
Le bruit de fond V c¯c de l’analyse W H est par cons´equent un bruit de fond qui est peu rejet´e par l’identification des jets beaux. Un discriminant sp´ecifique pour diff´erencier
un jet charm´e d’un jet beau a donc ´et´e d´evelopp´e dans DØ dans le but d’am´eliorer la sensibilit´e au Higgs l´eger standard.
Les variables envisag´ees ainsi que l’architecture du discriminant sont les mˆemes que celles du discriminant entre jets beaux et jets l´egers, la seule diff´erence ´etant le bruit de fond consid´er´e pour l’entraˆınement. La distribution r´esultante de l’entraˆınement de la m´ethode multivari´ee pour la s´election des jets beaux face aux jets charm´es est visible sur la figure IV.19.
Figure IV.19 – Distribution de sortie de l’agorithme de s´election des jets beaux face aux jets charm´es.
IV.6 Identification des processus W + jets beaux
L’identification des jets beaux est g´en´eralement utilis´ee pour am´eliorer la sensibilit´e `a un signal provenant d’un objet lourd donnant lieu `a des jets beaux dans son ´etat final. Les exemples les plus courants ´etant les ´etudes portant sur le quark top ainsi que la recherche du Higgs. N´eanmoins la s´election de ces signaux se heurte `a une limite irr´eductible, car les algorithmes d’identification ne diff´erencient pas les jets beaux provenant effectivement de la particule d’int´erˆet des jets beaux produits par d’autres processus ne nous int´eressant pas. Pour le cas de la recherche du Higgs dans le canal W H, le bruit de fond r´esiduel est domin´e par les processus W b¯b illustr´e par la figureIV.20. Ce diagramme de Feynman repr´esente le bruit de fond irr´eductible correspondant `a la production d’un boson W accompagn´e de jets, dont deux jets beaux produits `a partir d’un gluon.
Figure IV.20 – A gauche, le bruit de fond W b¯b, dominant `a l’issue de la s´election des jets beaux dans l’analyse W H (dont on rappelle le diagramme de Feynman `a droite).
Lors de nos ´etudes sur l’identification des jets beaux, nous avions observ´e une plus grande efficacit´e de s´election des jets beaux dans les processus o`u une paire de jets beaux provenait de la d´esint´egration d’un gluon. Nous avons recherch´e la cause de cette diff´erence pour ensuite ´etudier la possibilit´e de l’exploiter et rejeter ce bruit de fond r´esiduel apr`es identification des jets beaux.