Reconstruction du flux d'énergie et recherche de squarks et gluinos dans l'expérience D0
Résumé
The DO experiment is located at the Fermi National Accelerator Laboratory on the TeVatron proton-antiproton collider. The Run 11 has started in march 2001 after 5 years of shutdown and will allow DO extend its reach in squarks and gluinos searches, particles predicted by supersymmetry. In this work, 1 focussed on their decays that lead to signature with jets and missing transverse energy. But before the data taking started, I studied both software and hardware ways to improve the energy measurement which is crucial for jets and for missing transverse energy.
For each calorimeter channel, the physics and the calibration signal has been simulated based on a database of the 8 parameters that describe each channel. The parameters have been extracted from time reflectometry measurements. The calibration strategy can be defined using this simulation.
Energy deposits in the calorimeter has been clustered with ce11NN, at the cell level instead of the tower level. Efforts have been made to take advantage of the calorimeter granularity to aim at individual particles showers reconstruction. Ce11NN starts from the third floor which has a quadruple granularity compared to the other floors. The longitudinal information has been used to detect electromagnetic and hadronic showers overlaps.
Then, clusters and reconstructed tracks from the central detectors are combined and their energies compared. The better measurement is kept. Using this procedure allows to improve the reconstruction of each event energy flow.
The efficiency of the current calorimeter triggers has been determined. They has been used to perform a Monte Carlo search analysis of squarks and gluinos in the mSUGRA framework. The lower bound that DO will be able to put on squarks and gluinos masses with a 100 pb-1 integrated luminosity has been predicted. The use of the energy flow instead of standard reconstruction tools will be able to improve this lower limit.
For each calorimeter channel, the physics and the calibration signal has been simulated based on a database of the 8 parameters that describe each channel. The parameters have been extracted from time reflectometry measurements. The calibration strategy can be defined using this simulation.
Energy deposits in the calorimeter has been clustered with ce11NN, at the cell level instead of the tower level. Efforts have been made to take advantage of the calorimeter granularity to aim at individual particles showers reconstruction. Ce11NN starts from the third floor which has a quadruple granularity compared to the other floors. The longitudinal information has been used to detect electromagnetic and hadronic showers overlaps.
Then, clusters and reconstructed tracks from the central detectors are combined and their energies compared. The better measurement is kept. Using this procedure allows to improve the reconstruction of each event energy flow.
The efficiency of the current calorimeter triggers has been determined. They has been used to perform a Monte Carlo search analysis of squarks and gluinos in the mSUGRA framework. The lower bound that DO will be able to put on squarks and gluinos masses with a 100 pb-1 integrated luminosity has been predicted. The use of the energy flow instead of standard reconstruction tools will be able to improve this lower limit.
DO est l'une des 2 expériences du collisionneur p-pbar du Fermi National Accelerator Laboratory près de Chicago. Après 5 années d'arrêt, le Run II a débuté en mars 2001. Il permettra d'explorer de nouveaux domaines de masses de squarks et de gluinos, particules supersymétriques dont la signature en jets et énergie transverse manquante est l'objet de ce travail. Mais, avant le démarrage, j'ai travaillé sur des améliorations hardware et software de la mesure de l'énergie, essentielle pour les jets et l'énergie transverse manquante.
Une simulation des chaînes de lecture et de calibration de chaque voie du calorimètre a été réalisée. Son résultat dépend de 8 grandeurs caractéristiques qui ont été extraites par traitement du signal de mesures de réflectométrie temporelle. Elle permettra de définir une stratégie de calibration du calorimètre.
Une clusterisation des dépôts d'énergie calorimétrique a été réalisée (cel1NN) basée sur la cellule et non la tour et exploitant au maximum la granularité du calorimètre notamment en débutant dans le Sème compartiment électromagnétique, 4 fois plus granulaire que les autres. L'information longitudinale permet de séparer les particules électromagnétiques et hadroniques superposées. Ainsi, tous les éléments indispensables â la reconstruction individuelle des gerbes sont mis en oeuvre.
Puis, l'energy flow combine les clusters ce11NN et les traces reconstruites dans la cavité centrale pour conserver la meilleure mesure de l'énergie et améliorer ainsi la reconstruction du flux d'énergie de chaque événement.
L'efficacité des déclenchements calorimétriques actuels a été déterminée et utilisée pour une recherche de squarks et gluinos utilisant des événements Monte Carlo dans le cadre de mSUGRA. Une limite inférieure sur les masses des squarks et des gluinos qu'atteindra DO avec 100 pb-1 de luminosité est prédite â partir d'outils de reconstruction standards; elle pourra être améliorée grâce à l'utilisation de l'energy flow.
Une simulation des chaînes de lecture et de calibration de chaque voie du calorimètre a été réalisée. Son résultat dépend de 8 grandeurs caractéristiques qui ont été extraites par traitement du signal de mesures de réflectométrie temporelle. Elle permettra de définir une stratégie de calibration du calorimètre.
Une clusterisation des dépôts d'énergie calorimétrique a été réalisée (cel1NN) basée sur la cellule et non la tour et exploitant au maximum la granularité du calorimètre notamment en débutant dans le Sème compartiment électromagnétique, 4 fois plus granulaire que les autres. L'information longitudinale permet de séparer les particules électromagnétiques et hadroniques superposées. Ainsi, tous les éléments indispensables â la reconstruction individuelle des gerbes sont mis en oeuvre.
Puis, l'energy flow combine les clusters ce11NN et les traces reconstruites dans la cavité centrale pour conserver la meilleure mesure de l'énergie et améliorer ainsi la reconstruction du flux d'énergie de chaque événement.
L'efficacité des déclenchements calorimétriques actuels a été déterminée et utilisée pour une recherche de squarks et gluinos utilisant des événements Monte Carlo dans le cadre de mSUGRA. Une limite inférieure sur les masses des squarks et des gluinos qu'atteindra DO avec 100 pb-1 de luminosité est prédite â partir d'outils de reconstruction standards; elle pourra être améliorée grâce à l'utilisation de l'energy flow.