Recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au LHC avec le détecteur ATLAS

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Recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au

LHC avec le détecteur ATLAS

Iro Koletsou

To cite this version:

1

10

10

2

110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

1

10

10

2

m

_H

(GeV/c

2

)

95% CL Limit/SM

Tevatron Run II Preliminary, L=1.0-2.4 fb

-1

of tracks (GeV)

T

minimum P

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

inefficiency ( % )

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Higgs + 4 Minimum Bias

Higgs + 0.01 Minimum Bias

of tracks (GeV)

T

minimum P

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

inefficiency ( % )

5

10

15

20

25

30

35

40

Minimum Bias

(Event = Minimum Bias)

Minimum Bias

(Event = Higgs + <4> Minimum Bias)

cut number

0

5

10

15

20

inefficiency ( % )

0

2

4

6

8

10

12

14

1 MB no Higgs

1 2 3 4 5 >5all

number of MB

dmin > 20 mm

dmin > 30 mm

dmin > 40 mm

500

1000

1500 mm

0

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A1

A2

BC1 BC2 BC3

BC4

BC5

BC6

BC7

BC8

D0

D1

D2

D3

A13

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A16

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η

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0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1st layer

2nd layer

barrel depths (mm)

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3800

3850

3900

3950

4000

1st layer

2nd layer

end cap depths (mm)

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♥✓♣✹✶❚❞Ôß✰❤❙❣❏❡✘✶✸✐⑨rá❣❊➉át❼♥✚ß❍❉✼♣✹❤★❡✣✶✕✷◆❣❆❤✛✐➁q✼❉✼✐✎♥◆❣❆❤✚♣◆✶❼ß✬✺❻rsq✹❣❏❡❏✻▲t✽✐ ã♣♦

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η

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0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1st layer

2nd layer

barrel depths (mm)

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η

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1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3

3700

3750

3800

3850

3900

3950

4000

1st layer

2nd layer

end cap depths (mm)

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T tracesduvertex

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%

➻

pt value of the vertex (GeV)

balance value of the vertex (GeV)

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

number of events

1

10

2

10

bal_MB

bal_MB

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-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

number of events

-1

10

1

10

dz_calo_higgs

dz_calo_higgs

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z

vertex

− z

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0

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0

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∆η × ∆φ

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0

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F

side

=

[E(±3) − E(±1)]/E(±1)

❴✳✩➌î

E(±n)

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±n

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ω

3strips

=

pΣE

i

× (i − i

max

)

2

/ΣE

i

)

✣

Pseudorapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

E2(3x7)/E2(7x7)

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

Signal

Background

③✍④⑥⑤⑧⑦ ✈ ❝ ♠ ✲⑩♦✍➈❺➉✡⑨✑⑩✑➈➆➓❚❶❚⑨✑➈❺➔❾→✉❷❚❸✫➣↕↔❣Ü✽↔❹➣❺❸➁❶❚⑩✪➏➀➔✝➇❃❸➁→❚→✐❸✍❷❚❸✍➣↕↔❣Ü✽↔❹⑩✑➈↕↔❹➓❚➣❺❸

R

η

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T

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E(2nd maximum)-E(minimum) (MeV)

0

100

200 300

400

500

600 700

800

900 1000

-3

10

-2

10

-1

10

1

Signal

Background

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∆E = E

max2

− E

min

➛✗➔❾❶❚⑩✖❷❚❸♣➉qÜ◆⑩✦↔❹➈❺➉➢➛

✣☎✣

Pseudorapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

E(second maximum)-E(minimum) strips (MeV)

₀

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Signal

Background

③✍④⑥⑤⑧⑦ ✈ ❝ ❺ ✲▲➠➃➈❺➉✑⑨✑⑩✑➈➆➓❚❶❚⑨✑➈❺➔❾→♠❷❚❸❿➣↕↔✾Ü✽↔❹➣❺❸➁❶❚⑩✛➏➀➔✝➇❃❸➁→❚→✐❸➜❷❚❸✓➣↕↔◆Ü✽↔❹⑩✑➈↕↔❹➓❚➣❺❸

∆E = E

max2

− E

min

❸➁→❽➑⑥➔❾→✐➅➁⑨✑➈❺➔❾→♠❷❚❸❿➣↕↔ ➛✐➉✡❸➁❶✐❷❚➔❾⑩✦↔❹➛❚➈❺❷▼➈➆⑨④ë

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E

T

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E

T

❝

Pseudorapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

E2(3x7)/E2(7x7)

0.9

0.91

0.92

0.93

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1

Nominal geometry, no pileup

Nominal geometry, pileup

Distorted geometry, pileup

➹✐✤☎✤ ➘ ➘ ➘

Pseudorapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Emax2 (strips) (GeV)

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Nominal geometry, no pileup

Nominal geometry, pileup

Distorted geometry, pileup

③✍④⑥⑤⑧⑦

✈

❝

ö❾➨

✲➶➼❵×◗❸➁⑨✫❷❚❸❨➣↕↔✓➝➷ë♣➔P➏✉ë➁⑨✑⑩✑➈❺❸❁➏❿➈❺➉➥↔❹➣➆➈➆➝✽→✐ë♣❸❨❸➁⑨✍❷▼❶②➛❚➈➆➣❺❸♦➚✠❶❚➛❪➉✑❶❚⑩✫➣↕↔✢Ü❾↔❹⑩✑➈↕↔❹➓❚➣❺❸

∆E = E

max2

− E

min

Ý✐➛✁➔❾❶❚⑩

➹❢✤❉➹

Et (GeV)

20

30

40

50

60

70

80

Number

1

10

2

10

3

10

4

10

5

10

e/gamma objects, all fakes

e/gamma objects, pi0

Had+S2 cuts, all fakes

Had+S2 objects, pi0

Had+S2+S1 cuts, all fakes

Had+S2+S1 objects, pi0

➹✐✤✺❷ ➘ ➘ ➘

Track Isolation variable (GeV)

➹✭✲✥Õ ➘ ➘ ➘

Pseudorapidity

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Efficiency

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

ideal

ideal pileup

misal pileup

③✍④⑥⑤⑧⑦ ✈▲❅✲ö❃✈ ✲❴➼✯✸➜➅Ð↔❾➅➁➈➆⑨④ë②❸➁→✷Ò✢❸➁→✧▼⑥➔❾→✐➅➁⑨✑➈❺➔❾→✷❷❚❸

η

❷❚❸♣➉❿➅♣➔❾❶❚➛❚❶❚⑩✡❸♣➉➀❷✥Ú➈❺❷❚❸➁→❙⑨✑➈➟Ï✯➅Ð↔❹⑨✑➈❺➔❾→❏❷❚❸♣➉✓➛✏◆✐➔❾⑨✡➔❾→✐➉❿❶❚⑨✑➈➆➣➆➈❺➉✦↔❹→◆⑨➀➣❺❸ ➅Ð↔❹➣❺➔❾⑩✑➈P❖➀➾➁⑨✑⑩✡❸❁ë➁➣❺❸♣➅➁⑨✑⑩✡➔◗❖➜↔❹➝✽→✐ë➁⑨✑➈❺➇◆❶✐❸➆Ý✯➛✁➔❾❶❚⑩✫❷❚❸♣➉➌➛✏◆✐➔❾⑨✡➔❾→✐➉✫➈❺➉✡➉✑❶✐➉➌❷✥ÚÛë✘Ü➷ë➁→✐❸✑❖➀❸➁→◆⑨✡➉

H → γγ

ä➍➆æ❇➋

Pseudo-Rapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Efficiency of calorimeter cuts

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

photons Et=40 GeV

➹✳✲✺ê ✌✆✢ ☛❩❨ ✣✔✌ ➾ ✘✍✚ Ó ✣❬✚ ✟✭☛✒✡☞☛✒✼❭❨ ✌❪★❫✚ ☛✒✡✍❴✆✤ ✌ Ó ✣ ✡ ✚✹✣✔✬✠★❵✌ ✟✏☛ ✌ Ó ✣✔✚ ✟✔❨❛✝✠✟ ✢✒✌✦✛✎✘✁✚✥✾✆✌ ➾ ❨ ✌✄✢❩✬ ✤ ✚ ✟✔❨ ✌✄✢❜✛✎✢✒✌✄✣ ❨✔✝✠✤ ✚✹✛ ✡✍❨✔✡❝☛✑✼ ✢ ✌ ☛ ✾ ✤✒✼ ✌ ❨ ✌✄✢❞✬✠✌ ✤✒❡ ✌✄✢✜✛✔✘☞✣✔✢ ✼✆☛ ✌ ✟✔❨ ✣✎✌✄✢✄❅ ➦✦✟ ✌✄✢ ☛❞❨✔✝✠✟ ✾ ✝✠❡ ✘ ✡ ✬ ✼ ✢ ❨ ➪ ✚✥✛✔✛✎✘ ✡Ó ✣✔✌ ✤✜❨ ✌✄✢✜✾ ✝ ✣✔✛✔✣ ✤ ✌✄✢❵✛✔✘☞✣✔✢❢✢ ✝ ✣✔✛✔✘✍✌✆✢ ✛ ✝ ✣ ✤ ✛ ✤ ✌✄✢✒✌ ✤✓❣ ✌ ✤ ✘✁✚✐❤❬✚✥✣ ☛ ✌❥✌☞ô❵✾◗✚✥✾ ✡☞☛✒✼❯❨ ✌✄✢❦✛✔❤ ✝✥☛✒✝✠✟ ✢✄❧♠✾✆✌ Ó ✣ ✡ ✚✥✣✔✬✠★❵✌ ✟✏☛ ✌❯✚✥✣✎✢✒✢ ✡ ✘☞✌ ☛ ✚✥✣❂ï ❨ ✌❥★❫✚✥✣ ❣ ✚ ✡ ✢✒✌ ✡☞❨ ✌ ✟✏☛✑✡✰❬✾◗✚ ☛✑✡✍✝✥✟♥❨ ✌✄✢✖✮✓✌ ☛ ✢✄❅

pseudo-rapidity

0

0.5

1

1.5

2

2.5

fake rate

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

-3

10

×

before isolation cut

after isolation cut

③✍④⑥⑤⑧⑦ ✈▲❅✲ö ➞ ✲✩♦✕↔❹❶▼Ô✉❷❚❸❜❖➜↔❹❶sÜ✽↔❹➈❺➉✡❸➊➈❺❷❚❸➁→❙⑨✑➈➟Ï✎↔❾➅➁⑨✑➈❺➔❾→➐❷❚❸✺➂✑❸➁⑨✡➉✖❸➁→✪▼ ➔❾→✐➅➁⑨✑➈❺➔❾→❭❷❚❸➃➣↕↔✙➛✐➉✡❸➁❶✐❷❚➔❾⑩✦↔❹➛❚➈❺❷▼➈➆⑨④ë➆Ý❚➛✁➔❾❶❚⑩➌❷❚❸♣➉✪➂✑❸➁⑨✡➉✖❷❚❸

E

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E

T

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≈

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E

T

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Et (GeV)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

/dEt (pb/GeV)σ

d

1

10

2

10

3

10

4

10

5

10

6

10

7

10

8

10

Cone04 truth Jets

Atlfast uncorrected Jets

Fake photons before isolation cut

Fake photons after isolation cut

➹❘➹✭✲ ➘ ➘ ➘ ✲ ✘☞✌ ❣ ✌ ✤✓☛ ✌☞✡ ❨ ✌❢✘✁✚❵✾ ✝✠✟✏❣ ✌ ✤ ✢ ✡✍✝✠✟ ❧ ❨ ✚ ✟ ✢✦✘✍✌✙✾◗✚✥✢ ✝ ð①✘✍✌✖✛✔❤ ✝✥☛✒✝✠✟❥➊❫✼✉☛✑✼ ✾ ✝✠✟✏❣ ✌ ✤⑧☛✑✡ ✌ ☛ ✘☞✌✄✢ ❨ ✌✄✣☛✡ ☛✑✤ ✚✹✾✄✌✄✢ ✝✠✟✏☛ ✼✉☛✑✼✞✤ ✌✆✾ ✝✠✟ ✢ ☛✑✤ ✣ ✡☞☛ ✌✄✢s✌ ☛✺✝✠✟✏☛s❨✔✝✠✟ ✾➀➲ ✝✥✤ ★ ✼ ✣ ✟♥❣ ✌ ✤⑧☛ ✌✹✡ ✲ ✘☞✌❢✛ ✝✠✡✍✟✏☛

z

0

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∆η × ∆φ = 3 × 7

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∆η × ∆φ

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