dE dx corrig´e = dE dx mesur´e /(Facteur de correction) (5.17) L’ajustement des donn´ees sur la simulation est r´ealis´e au niveau de la pr´es´election de l’analyse de recherche de dE/dx anormaux, sur le dE/dx des particules ayant une impulsion de plus de 10 GeV/c (cf. chapitre 8). On est ainsi sˆur de corriger le dE/dx pour la topologie qui nous int´eresse. Les distributions r´eelles et simul´ees du dE/dx sont ajust´ees avec une gaussienne. Cet ajustement est r´ealis´e s´epar´ement pour les donn´ees collect´ees `a 189 GeV (1998), 192 GeV, 196 GeV, 200 GeV, 202 GeV (1999) et≥204 GeV (2000). La figure 5.7 montre les distributions de dE/dx ajust´ees. Les valeurs obtenues ainsi que les facteurs de correction sont r´ecapitul´es dans le tableau 5.1.
√
s dE/dx (mip) dE/dx (mip) Facteur de donn´ees r´eelles donn´ees simul´ees correction
189 GeV 1,316 1,384 0,9507 192 GeV 1,304 1,387 0,9397 196 GeV 1,305 1,389 0,9395 200 GeV 1,295 1,391 0,9308 202 GeV 1,293 1,393 0,9284 ≥ 204 GeV 1,280 1,391 0,9204
Tab. 5.1 – D´etermination des facteurs de correction `a apporter au dE/dx des donn´ees r´eelles en fonction de l’´energie dans le centre de masse des donn´ees collect´ees.
5.3.4 Recherche de dE/dx anormaux
La mesure du dE/dx permet la recherche de particules charg´ees lourdes et stables. La figure 5.8 montre le dE/dx en fonction de l’impulsion pour diff´erentes hypoth`eses de masse. Les particules standards d´etect´ees dans la TPC ont une masse comprise entre celle de l’´electron (0,511 MeV/c2) et celle du proton(1 GeV/c2). Pour la zone d’impulsion qui nous int´eresse (P > 10 GeV/c), on distingue donc deux r´egions int´eressantes o`u l’on pourra identifier ces particules. Dans la premi`ere, le dE/dx anormalement haut est sup´erieur `a ce que l’on attend pour un ´
electron (1,6 mip). Dans la deuxi`eme, il est inf´erieur `a ce que l’on attend pour un proton. On voit d´ej`a sur cette courbe que certaines valeurs de masse seront difficilement identifiables: la courbe correspondant `a une masse de 30 GeV/c2traverse la r´egion correspondant `a des dE/dx standards juste dans la gamme d’impulsion qui nous int´eresse.
5.4 Le programme d’analyse SUSANA
En f´evrier 2000, l’´ecriture d’un programme d’analyse commun aux analyses de recherche de supersym´etrie a ´et´e d´ecid´ee dans DELPHI. Le but d’un tel programme est de rassembler les analyses de recherche de chargino, neutralino, squarks et sleptons en un ensemble coh´erent afin d’interpr´eter ces r´esultats notamment dans le mod`ele mSUGRA. Ce programme d’analyse appel´e SUSANA a donc ´et´e con¸cu `a partir des analyses existantes de:
Fig. 5.7 – Etalonnage du dE/dx: Distribution du dE/dx en mip pour les donn´ees r´eelles et simul´ees. Le maximum de ces distributions est ajust´e avec une gaussienne afin d’´etalonner la valeur moyenne de la distribution des donn´ees r´eelles sur la valeur moyenne des donn´ees simul´ees.
5.4. Le programme d’analyse SUSANA 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 p (GeV/c) dE/dx (mip) m=5.10-4 m=1. m=3. m=10. m=30. m=50. m=70.
Fig. 5.8 – Perte d’´energie pour diff´erente hypoth`eses de masse (GeV/c2) en fonction de l’im-pulsion.
– Recherche de particules lourdes et stables. – Recherche de vertex d´eplac´es et de kinks.
– Recherche de chargino d´eg´en´er´e en masse avec le neutralino.
SUSANA a du s’adapter pour satisfaire tous les crit`eres qui font la sp´ecificit´e de chacune de ces analyses.
Ce programme est bas´e sur le programme d’analyse SKELANA [10] qui transcrit les donn´ees des ´ev´enements enregistr´ees sur la DST dans des commons utilisable dans un pro-gramme fortran. SUSANA effectue ensuite la s´election des particules, puis des ´ev´enements, et les variables utilis´ees dans les diverses analyses sont calcul´ees. Les n-tuples communs sont alors cr´e´es.
Dans ce qui suit, Seules les parties de SUSANA concernant les analyses de recherche de squarks et de gluinos sont d´ecrites.
5.4.1 S´election desparticuleset des´ev´enements
Dans un premier temps, le programme REMCLU [11] effectue l’identification des ´electrons et des photons dans les parties avant de DELPHI. Plusieurs traces initiales peuvent ainsi ˆetre associ´ees pour former un ´electron ou un photon.
le rapport δp/p est inf´erieur `a 1,5 (δp est l’erreur sur la mesure de l’impulsion). Le param`etre d’impact de ces particules doit de plus ˆetre inf´erieur `a 5 cm dans le plan Rφ, et inf´erieur `a 4/ sin θ en z. L’impulsion maximum d’une particule charg´ee est fix´ee `a 1,5 fois l’´energie de faisceau. Les traces reconstruites avec le VD uniquement ou avec le VD et l’ID uniquement sont rejet´ees si la mesure de la coordonn´ee z n’a pas ´et´e effectu´ee. Les traces VD-OD et ID-OD sont ´egalement rejet´ees si elles ne pointent pas vers un trou en φ de la TPC.
Les particules neutres sont s´electionn´ees si leur ´energie d´epasse les seuils de 500 MeV dans la HPC, 400 MeV dans le FEMC, 300 MeV dans le STIC et 900 MeV dans le HAC. Plusieurs algorithmes sont appliqu´ees pour r´eduire le bruit dans les diff´erents calorim`etres.
Une fois les particules s´electionn´ees, les premi`eres variables g´en´erales sont calcul´ees, afin de rejeter les ´ev´enements qui ne nous int´eressent pas. Un ´ev´enement est s´electionn´e s’il contient au moins une particule charg´ee dont l’impulsion transverse est sup´erieure `a 1,5 GeV/c et si son ´energie transverse est sup´erieure `a 4 GeV. Ces coupures ont pour but de r´eduire le nombre d’´ev´enements γγ.
Le calcul de toutes les variables est alors effectu´ee `a partir des particules s´electionn´ees (Re-construction des jets, ´etiquetage des quarks b, informations relatives au dE/dx ...).
5.4.2 Utilisation des compteurs d’herm´eticit´e
Plusieurs algorithmes appel´es d’herm´eticit´e sont impl´ement´es dans SUSANA. Leur but est de combiner les informations des compteurs `a 40 et 90 degr´es [12] avec la topologie de l’´ev´enement pour identifier la provenance de l’´energie manquante de l’´ev´enement. La d´emarche de l’algorithme utilis´e est la suivante. Pour chaque compteur `a 40 et 90 degr´es ayant un signal sup´erieur `a un certain seuil, on regarde s’il y a une particule pointant dans cette direction. Le fait qu’il n’y en ait pas indique que le signal du compteur n’est pas du `a une particule d´etect´ee. On calcule ensuite l’angle entre le compteur et la direction de l’impulsion manquante de l’´ev´enement dans le plan transverse `a la direction du faisceau (φm) et l’angle entre le compteur et le jet le plus proche (θj). Si le premier angle est inf´erieur `a une certaine valeur, et le deuxi`eme sup´erieure `a une autre valeur seuil, alors, le signal du compteur provient d’une particule non-d´etect´ee. On sait alors d’o`u provient l’´energie manquante de l’´ev´enement qui n’est plus un candidat pour la supersym´etrie.
Un ´ev´enement est rejet´e par l’algorithme si: – Compteurs `a 40 degr´es: φm < 30◦ et θ
j > 30◦
– Compteurs `a 90 degr´es: φm < 20◦ et θj > 20◦