e; e+ e; e+
Figure III.6: Diagrammes contribuant au calcul de la section ecace du processus e+e; ! e+e;.
La section ecace de ce processus est tr es grande a petit angle polaire. Les calculs QED permettent une estimation precise de la section ecace de ce processus dans l'angle solide des compteurs de luminosite (LUMI). Le comptage du nombre d'evenements de ce type dans ces calorim etres permet d'obtenir une mesure precise de la luminosite des donnees.
L'energie des electrons di uses dans tout le detecteur est connue et est egale a l'energie des electrons du faisceau. Au pic du Z, la contribution du graphe (a) augmente la section ecace du processuse+e;
!e+e; a grand angle. Ceci permet d'e ectuer les calibrations des detecteurs electromagnetiques avec une luminosite relativement faible avant chaque periode de fonctionnement du LEP a haute energie.
Conclusion
Nous avons enumere les principaux processus standards en indiquant les caracteristiques qui pourront permettre de rejeter ces evenements dans les selections. Une grande partie des processus cites ci-dessus n'ont pas exactement le m^eme etat nal que les evenements super-symetriques recherches, cependant, a cause des inecacites du detecteur, de sa resolution, de sa couverture angulaire limitee, la reconstruction des evenements n'est pas ideale: par exemple la non detection d'un lepton ou la mauvaise mesure de l'energie d'un jet de particules peut simuler de l'energie manquante et rendre les evenements acolineaires. La reconstruc-tion des evenements et l'identicareconstruc-tion des particules dans le detecteur sont donc des points importants de l'analyse.
III.3 La simulation Monte Carlo des evenements de
signal et de fond
Le programme de simulation Monte Carlo de L3 produit des evenements en deux etapes: - La generation: les evenements sont crees a partir d'un generateur base sur un mod ele physique. Le resultat est un ensemble de particules qui sont enregistrees sous forme de quadri-vecteurs energie-impulsion avec un numero qui identie chaque particule.
- La simulation du detecteur: les particules generees sont propagees a travers une re-presentation detaillee du detecteur qui inclut une simulation du developpement des gerbes dans les materiaux au passage d'une particule et une simulation de tous les elements ac-tifs du detecteur. Il en resulte un ensemble de signaux correspondant a la reponse simulee du detecteur. Ces signaux sont comparables a ceux qui sont enregistres lors d'une prise de donnees. Ils sont ensuite traites comme les donnees par le programme de reconstruction de L3.
III.3.1 Les generateurs d'evenements utilises
Les evenements charginos et neutralinos ont ete generes avec le programme SUSYGEN 6] pour des energies dans le centre de masse de 161, 172 et 183 GeV. Les calculs sont bases sur les predictions du MSSM 1], 5] et incluent les desintegrations en cascade de particules super-symetriques. Nous avons genere des evenementse+e;
!; 1+ 1 1 !W0 1pour di erents couples de masse (M 1,M 0
1) et pour les desintegrations hadroniques et semi-leptoniques des W. Nous avons genere de la m^eme mani ere des evenements e+e;
! 0 20 1 0 2 ! Z0 1 Z
!qq!pour di erents couples de masse (M 0 2,M 0
1). 1000 a 2000 evenements ont ete generes en moyenne pour chaque couple de masse et chaque type de desintegration. Pour les processus de fond standard, nous avons utilisele programme PYTHIA 4] pour les evenements
e+e;
!qq!(), e+e;
! Ze+e; et e+e;
!ZZ. Pour les evenements e+e;
! We , nous avons utilise PYTHIA a p
s = 161 GeV et EXCALIBUR 7] a p
s = 172 et 183 GeV. Le programme KORALW 8] simule la production des evenements e+e;
! W+W;. La pro-duction des evenements e+e;
! e+e; est obtenue a partir du programme BHAGENE 9] et la production de e+e;
!+; et e+e;
!+;, a partir du programme KORALZ 10]. Les interactions sont generees avec les programmes DIAG36 11] pour la production de leptons et PHOJET 12] pour la production de hadrons. A titre indicatif, le tableau III.1 donne la liste des generateurs d'evenements Monte Carlo utilises a p
s = 183 GeV, la sec-tion ecace donnee par les generateurs ainsi que la luminosite equivalente des evenements simules sont indiquees en troisi eme et quatri eme colonne en derni ere colonne, on donne les specicites ou les coupures appliquees au niveau generateur.
III.3.2 La simulation du detecteur L3
Le programme de simulation SIL3 de L3 est base sur le programme GEANT3 13]. La structure geometrique du detecteur ainsi que les proprietes des materiaux constituants les di erentes parties du detecteur sont decrites en details. Les particules sont propagees pas a pas a travers le detecteur tous les processus tels que les desintegrations, les pertes d'energie par di usions multiples, par interactions nucleaires, par bremsstrahlung et les productions de paires sont simulees.
SIL3 comprend une representation compl ete du detecteur L3, incluant les details de la geometrie des sous-detecteurs jusqu' a la precision souhaitee (typiquement de 10 a 100m). La simulation des gerbes hadroniques et electromagnetiques est complexe, en particulier les particules produites dans les gerbes doivent ^etre suivies jusqu' a ce que leur energie atteigne
Processus Generateur Section Luminosite Specicites ou standards utilise ecace (pb) equivalente coupures au niveau
e+e;
! (p
s= 183 GeV) simulees (pb;1) generateur (e+e;)e+e; DIAG36 681 309 M 3 GeV (e+e;)+; DIAG36 605 162 M 3 GeV (e+e;)+; DIAG36 382 509 M 4:25 GeV (e+e;)qq! PHOJET 15360 129 M 3 GeV e+e; BHAGENE3 1690 207 8o< electrons <172o +; KORALZ 9.1 10880 -+; KORALZ 8.8 11360 -qq! PYTHIA 107.9 1158 -Ze+e; PYTHIA 3.25 8232 -ZZ PYTHIA 0.594 30730 -e qq!0 EXCALIBUR 2.69 14740 MW = 80:50 GeV W+W; KORALW 15.5 10626 MW = 80:50 GeV Tableau III.1: Liste des generateurs d'evenements Monte Carlo utilises a 183 GeV. la sensibilite limite du detecteur: 10 KeV dans le detecteur electromagnetique (BGO) et
1 MeV dans le calorim etre hadronique.
Les param etres de la simulation tels que la grandeur du pas de propagation dans chaque sous-detecteur, le seuil en energie pour la propagation des particules dans les milieux ont ete ajustes avec des resultats obtenus en faisceau test pour les calorim etres hadronique et electromagnetique. La simulation utilise egalement les donnees en ce qui concerne l'ecacite de collection de la lumi ere et le bruit electronique dans le calorim etre en BGO. Le bruit d'uranium dans le calorim etre hadronique est simule par rapport au spectre d'energie deter-mine experimentalement.
Les points de mesure dans la chambre a trace centrale et dans les chambres a muons sont simules en utilisant les correspondances temps de derive / distance qui ont ete mesurees en faisceau test.
La simulation des imperfections du detecteur
Les imperfections du detecteur (cellules mortes, canaux bruyants, inecacites des ls) varient au cours d'une prise de donnees. Ces imperfections dependant du temps sont si-mulees au niveau de la reconstruction des evenements. Toutes les informations sur l'etat du detecteur a un moment donne ont ete enregistrees dans la base de donnees de L3. On attribue (temporairement) a chaque evenement simule une date et une heure distribuees sur toute la periode de prise de donnees (le poids attribue a chaque periode correspond a la luminosite enregistree pour cette periode). Pour chaque evenement, les informations concernant la ca-libration et les imperfections du detecteur obtenues gr^ace a la base de donnees sont utilisees pour la reconstruction de l'evenement. Cette operation s'appelle la simulation du detecteur reel.