Suche nach anomaler Produktion von Suche nach anomaler Produktion von

Thorsten Chwalek, Dominic Hirschbühl, Jan Lück, Thomas Müller, Adonis Papaikonomou, Thomas

Peiffer, Manuel Renz, Georg Sartisohn, Irja Schall, Wolfgang Wagner, Jeannine Wagner-Kuhr

Institut für Experimentelle KernphysikUniversität Karlsruhe (TH)

DPG - Frühjahrstagung7. März 2008

tgu Top-Quarks im ProzessTop-Quarks im Prozessmit dem CDF II Experimentmit dem CDF II Experiment

2

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Anomale FCNC als Fenster zu neuer PhysikAnomale FCNC als Fenster zu neuer Physik

FCNC: Flavor-ändernde Neutrale Ströme

stark unterdrückt im SM (GIM-Mechanismus) signifikant in Erweiterungen des SM (z.B. SUSY) jedes Signal weist auf neue Physik hin

effektive Theorie:

Konzept:

Suche nach anomaler Produktion

..

2cHtGu

gLL a

agtus

QCDeff

tgu

gtuod

Pr bWbt

_

hier speziell:

aber Analyse über SM-Zerfallsignature

3

Ausgeschlossener Bereich mit 162 pb-1 CDFII Daten

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Motivation – Ergebnisse früherer schnittbasierten AnalyseMotivation – Ergebnisse früherer schnittbasierten Analyse

1-TeV 26.0gtu

Institut für Experimentelle Kernphysik Universität Karlsruhe (TH)

14.7pb

Bereich, in dem gleichzeitig

die anomale Produktion und

der SM-Zerfall signifikant sind

4

s = 1.96 TeVSimulation des anomalen Prozesses

Jet

Elektron

TE

Institut für Experimentelle Kernphysik Universität Karlsruhe (TH)

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Das CDF II ExperimentDas CDF II Experiment

COT-Bild wird Weggelassen,

CDF nach ‚Thorsten‘s‘-Prinzip

5

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

DatenanalyseDatenanalyse

genau 1 isoliertes Lepton mit fehl. Transversalenergie:

genau 1 identifizierter b-Jet mit Sekundärvertex mit und [QCD veto] [lepton cut]

0.2

GeV 20TESELEKTION:

Institut für Experimentelle Kernphysik Universität Karlsruhe (TH)

W

g

t

u b

anomaler Prozess

Jet

Elektron

TE

GeV 20 TE

6

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Datenanalyse - ErwartungDatenanalyse - ErwartungUntergrund-Prozesse:

non-Top

SM-Top (

W+HF (Di-Boson (

mistags (fehlident. W+leichte Jets)Z+Jetsnon-W (QCD Multi-Jet Produktion)

Totaler Untergrund

Beobachtet in 2.2 fb-1 Daten

Kanal,, tstt )

WccWcbWb ,, )ZZWZWW ,, )

Ereignisse:

Institut für Experimentelle Kernphysik Universität Karlsruhe (TH)

anomaler Prozess (für σano = 1pb)

Die Zahlen kommennoch…

7

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Datenanalyse – NN trainingDatenanalyse – NN training

Institut für Experimentelle Kernphysik Universität Karlsruhe (TH)

training mit anoTop sample (TopReX) #Variablen: 18 3 ; 100 Iterationen ; 50-50 (Sign.-Untergr.)

18 wichtigste Variablen:18 wichtigste Variablen: 1. M_lnub2. NNbtag3. Pt_W4. CosThetaLepBeam5. Q Eta Ano6. Pt_b7. Eta loose j18. Mt_W9. MET_Sig10. rapidity_lnub11. Pt_lnub12. CosTheta13. Pt_lep14. CosWtop15. Mt_lnub16. sphericity17. sHat_anoTop18. Et_jet1

8

• KS, chi^2-Werte, fallen weg• 2.2fb-1 plots

9

• KS, chi^2-Werte, fallen weg• 2.2fb-1 plots

10

Zoom im letzten bin:

• 2.2fb-1 plots

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Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

ZusammenfassungZusammenfassung

erste direkte Suche nach anomaler Produktion einzelner Top-Quarks im Prozess obere Grenze auf bzw. auf die anomale Kopplungskonstante

aktuelle Analyse mit realistischer Simulation vom anomalen Prozess, 2.2fb-1 Daten und Neuronalen Netzen vielversprechend

Ausblick : - Optimierung des ‚NN-training‘ - enentuell weitere geeignete Trennvariablen ausprobieren

tgu pb 7.14)BR(ano bWt

für 162 pb-1 von CDF II Daten gesetzt

1-TeV 26.0gtu

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- Backup Folien -- Backup Folien -

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Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Anomale FCNC als Fenster zu neuer PhysikAnomale FCNC als Fenster zu neuer Physik

2

2

Pr

1

t

gtuod a

2

2

2

22

2

22

2

2113

1281 gtu

t

W

t

W

sWSMbWtt

m

M

m

M

M

const.

für :

BR(tbW)>>BR(t ug)

12.0/ TeVgtuSMbWtt

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ZERFALL:

PRODUKTION:

SM dominant

σano signifikant

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Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)

)(_

du

W

g

g

t

t

_

t

W

tu

uq

_

q

d b

W

g

tb

b

b

)(_

ud

s-Kanal t-Kanal

Paar-Produktion

anomaler Prozess

pb11.088.0

pb25.098.1

pb

pb

42.077.6

70.6 71.088.0

?ano

15

s-Kanal : Down-Quarkt-Kanal : Bottom-Quarkano-Top : Gluon : tt qq,

Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)

s-Kanal : Up-Quarkt-Kanal : Up-Quarkano-Top : Up-Quark : tt qq,

Impulsanteile der Partonen (pp)

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Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)Top-Quark Produktion auf Parton-Niveau (MC)

Charakteristische Verteilungen des anomalen Prozesses

Transversalimpuls des Top-Quarks

Leptonladung × Pseudorapidität des Top-Quarks

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21 Prozess,Gluonabstr.

17Single Top meeting 12/06/07 IEKP Universität Karlsruhe (TH)

18 most significant variables:18 most significant variables: (in order of significance) 1. M_lnub2. NNbtag3. Pt_W4. CosThetaLepBeam5. Q Eta Ano6. Pt_b7. Eta loose j18. Mt_W9. MET_Sig10. rapidity_lnub11. Pt_lnub12.CosTheta13. Pt_lep14. CosWtop15. Mt_lnub16. sphericity17. sHat_anoTop18. Et_jet1

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Suche nach anomaler Produktion von Top-Quarks im Prozess mit dem CDF II Experimenttgu

DatenanalyseDatenanalyseAusschlußgrenzen

Likelihood Fit obere Grenze:

pb 7.14)BR(ano bWtC.L. %95@

Top-Massen-Verteilung fürpb 7.14)BR(ano bWt

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ausgeschlossener Überschuss

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DatenanalyseDatenanalyse

• Rekonstruierte Top-Masse als Diskriminante

• 162 pb-1 CDF II Daten

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