Agenda 17/Fev/2009

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1. Ângelo: Tentativa de reproduzir o trabalho de Pedro Mercadante sobre UED

Em minha tentativa de seguir os passos do Pedro Mercadante em testar o modelo de UED a partir de sinais de 2 muons de mesmo sinal, tenho encontrado muitos problemas. Portanto, esta nota é apenas uma forma de "colocar as idéias no lugar", do que uma apresentação de trabalho propriamente dita.

Estamos analisando dados do Tevatron, onde há grande produção de quarks b's, os quais podem decair em muons.

Através de simulações, pode-se estimar que há maior probabilidade de aparecer SINAIS de UED através de 2 leptons do que 3 ou 4. Logo, a tentativa é de fazer simulações de 2 muons de mesmo sinal (provindos do SINAL de UED + background) e comparar com os dados do Tevatron.

No entanto, é possível simular muons isolados originados de apenas "uma parte" do background. Isto é, muons podem decair de WZ, WW, ZZ, γZ, γW e de quarks (no caso, quarks b), sendo possível simular vários destes casos (WW, ZZ). Mas não é viável simular o decaimento a partir de quarks, o qual é raro e, por isso, necessitaria de milhões de simulações de Monte Carlo.

Portanto, tenta-se estimar o aparecimento de muons isolados a partir dos dados, cujo background é composto de muons não isolados oriundos de quarks b.

1) Qual o significado de muons isolados? Isolados de QUE? De jatos? São muons que saem dos jatos e se afastam bastante dos mesmos?! E aqueles oriundos de W's e Z's? São eventos aparecendo somente 2 muons?

Pode-se verificar aqui a figura Delta_Phi que no sinal (em vermelho) o valor de delta_phi praticamente não muda em relação ao sample de dados. O critério que eu adotei nesse histograma foi tomar eventos com mais de 1 muon e que pelo menos 1 tivesse critério de isolamento tight.

Assim, procuramos normalizar o background dos dados através do valor de Pt apenas na região de delta_phi > 2.9.

2) Mas por que o isolamento é dependente do valor de Pt? Seria porque quanto maior o Pt de muon, maior a chance de distingüílo de outros "objetos"?

Então tomou-se dois samples para estimar o background dos dados:

• sample_B = pelo menos 1 tight isolated muon e pelos menos 1 loose isolated muon de mesmo sinal;

• sample_bgB = 1 tight isolated muon e 1 muon de mesmo sinal que falha o critério de isolamento loose.

3) Qual o significado destes critérios de isolamento? Significa que no sample_B, por exemplo, há eventos somente com muons dos tipos tight e loose? Ou em cada evento pode haver qualquer tipo de critério de isolamento (ou sem qualquer isolamento), porém devemos escolher tais critérios na programação?

4) Devo usar quais valores de etHalo e etTrkCone5? Quanto maior os valores de etHalo e etTrkCone5, maior o isolamento?

Em seguida, faz-se a normalização do background do sample_bgB através do sample_B. Assim, obtemos o fator R(Pt)

R(Pt) = Pt(sample_B)/Pt(sample_bgB)

que serve como fator de normalização (na figura R(Pt)) para o sample_bgB na região de delta_phi < 2.9. Aqui estão os histogramas para os Pt's dos samples B (em preto) e bgB (em verde). O critério utilizado foi:

• sample_B

*etHalo() < 4.0;

*etTrkCone5() < 4.0;

*delta_phi > 2.9;

*número de muons = 2.

• sample_bgB

*falha em pelo menos um dos critérios etHalo/etTrkCone5;

*delta_phi > 2.9.

5) Observar o tamanho das barras de erros. Deveriam variar?

6) E a respeito da quantidade de eventos? Tem poucos?

2. Continuação da análise sobre UED em canais de 2 muons de mesmo sinal

Meeting de análises de 24 de Abril de 2009

Uma vez tendo "normalizado" o background através do R(Pt) obtido acima, temos os seguintes plots para comparar dados (pontos) e background (histograma) para Δφ < 2.9:

Δφ e ΔR: paracem rasoáveis.

Missing Et : precisam ser corrgidos.

Aqui o Missing Et apresenta também o background sem o peso.

Pt: tudo ok como era esperado. Aqui vemos o background com peso e sem peso.

Em seguida, temos os plots para todos os decaimentos que podem contribuir para o aparecimento de 2 muons de mesmo sinal. Assim, temos: ZZ -> 2e2μ, ZZ -> 4μ, wz->inc, w -> μν, background, dados (sample B) e sinal de UED:

Massa invariante e Missing Et: existem discrepâncias entre as luminosidades e números de eventos aos quais cada contribuição se refere. (Correção de 23/07/09: as luminosidades são as mesmas, porém a os eventos estão normalizados erroneamente. Qual é a forma correta de fazer isso?)

Massa invariante (de 0 a 200 GeV): aqui houve a correção, dos eventos gerados por Monte Carlo, considerando-se que todas as contribuições deveriam apresentar a mesma luminosidade.

Massa invariante e Missing Et (de 0 a 100 GeV): o background modela a massa invariante rasoavelmente bem, sendo melhor no caso de 2 muons de mesmo sinal. Já para o missing Et isso não acontece, havendo necessidade de algumas correções.

Pt e η (de 0 a 100 GeV): a mesma discrepância (devido a não "normalização" dos eventos) ocorre para Pt. Já com a correção, resulta na figura Pt e η. Podemos perceber em ambos os casos que não há problemas com o η.

Continuação a partir de 03 de julho de 2009

Analisando o número de eventos em relacão ao número de jatos Number of jets,percebemos que os eventos podem ser pesados de acordo com ausência ou não de jatos, dado o fato de o background e os dados terem número de eventos diferentes. Aqui temos a multiplicidade dos jatos. O que podemos entender sobre multiplicidade dos jatos?

Na sequência temos Δφ entre o leading muon e o Missing Et, o Δφ entre o second muon e o Missing Et e o Δφ entre o leading e o second muon. Este último pode ser visto em escala logarítmica.

• Por que motivo os jatos são responsáveis por diferenças no Missing Et?
• Que diferenças são estas?

Considerando que temos que incluir pesos diferentes para eventos sem jatos e eventos com jatos, observemos que tanto o Missing Et (o mesmo Missing Et na escala log) quanto o Δφ (entre o leading muon e o Missing Et), ambos para eventos sem jatos, têm melhor aproximação (cor verde) do que aqueles em que não fizemos distinção de peso (em azul).

• O fato de aplicarmos os pesos para o background na região de Δφ < 2.9 implica que apenas posso compará-lo com os dados e com as demais contribuições (simulações) de muons que tenham corte nessa mesma?

Notemos uma discrepância considerável nas razões entre os Pt's dos samples B e bgB:

• R1(Pt): para eventos sem jatos. Os parâmetros do fit são: Cons = 3.38836 e Slope = 9.46057 x 10 ^-2.

• R2(Pt): para eventos com jatos. Os parâmetros do fit são: Cons = 0.473556 e Slope = 9.25500 x 10 ^-2.

O fit utilizado foi

R(Pt) = Cons . e ^{-Slope . Pt}

Dados os pesos R(Pt) acima, reconstrímos o Missing Et (aqui na escala log), o Pt do leading muon e a massa invariante dos muons de mesmo sinal (aqui na escala log) utilizando R1 para os eventos sem jatos e R2 para os com jatos. Podemos notar a nova "pesagem" (em verde) tem melhor aproximação do eventos sem diferenciação de peso dos jatos (em azul).

• Com os novos pesos pudemos reconstruir no plot_1 a massa invariante para todos os muons, a massa invariante apenas para muons de mesmo sinal e o Missing Et, levando em conta as contribuições: ZZ -> 2e2μ, ZZ -> 4μ, wz->inc, w -> μν.

• Já os gráficos, a seguir, apresentam os Pt's e η's dos leading e second muons para diferentes escalas de massa: plot_2-->100_GeV e plot_2-->200_GeV.

Podemos notar que os novos backgrounds (sample bgB) reconstroem razoavelmente bem o sinal (sample B) para regiões de baixo Pt. no entanto, através dos gráficos de eficiência para os plot_1 e plot_2, verificamos que isso não é bem verdade, posto que a maioria dos pontos estão acima do valor "1".

Através da tabela abaixo podemos comparar os dados e resultados obtidos por Mercadante e eu.

A última coluna foi feita baseando-se nos dados de Mercadante, uma vez que suponho estar utilizando os mesmo .root's que ele.

• Nas simulações de contribuições provindas de W's e Z's não consegui incluir os cortes nem dos trigger's e nem dos "data quality" para Monte Carlo. Então... quão ruins podem ser os resultados? Tais cortes são importantes para ter uma boa simulação?

• Todos os Monte Carlos da tabela acima deveriam ter os mesmo trigger's que aqueles utilizados para o sinal (sample B) e para o background (sample bgB)?

• Se tenho valores de Pt maiores que a energia no centro de massa, até onde posso considerar meus .root's confiáveis?

-- AngeloSouza - 17 Feb 2009