D au LPNHE

1
DØ au LPNHE

• État du Tevatron et du détecteur DØ
• Bref rappel des activités du groupe
• Quelques résultats récents en physique du Top,
  Higgs

2
Le Tevatron au Run II

• démarrage du Run II en avril 2001 ?s1.96 TeV
  (Run I 10)
• luminosité instantanée 11.8?1030 s-1cm-2(2001)
  ? 51.3?1030 (2003)

• au Run I 25?1030 dépassée en 2002
• valeur nominale Run II 2 ? 1032

• efficacité de la prise de données 85
• analyse des données et prospectives
• Run I 100pb-1
• LP'03 135pb-1
• hiver'04 200pb-1
• ICHEP'04 300pb-1
• publications'04 500pb-1

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Luminosité attendue jusqu'à fin 2009
De 4 à 9 fb-1 sept. 2009
Management de Fermilab DOE priorité au
Tevatron

• hypothèse moyenne du stretch 5fb-1 en 2008
• contient études et shutdown pour le recycleur
• les upgrades du ?vertex ont été réduit à un
  layer 0 pour D0 seulement
• autres upgrades trigger calorimètre avec
  fenêtres glissantes

Stretch
Base

• 23/01/2004 premier faisceau anti-proton injecté
  dans le Tevatron à partir du Recycleur
  (accumulateur de 8 GeV à aimants permanents)

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État du détecteur DØ

• tout le détecteur est en place depuis juin 2002
• qualification du Silicon Track Trigger (STT) et
  du Forward Proton Detector (FPD) pour avril'04
• 2iem reprocessing consistant de toutes les
  données prévu à partir de juin 2004
• amélioration des algorithmes de reconstruction

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La Collaboration DØ

• 18 pays
• Europe (8), Asie(4) et Amérique du Nord,
  Centrale et du Sud
• 73 institutions laboratoires
• 33 US
• 40 non-US
• dont 6 In2p3
• 646 physiciens
• 334 US
• 312 non-US
• dont 59 In2p3

personnes sur la masthead
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Expérience DØ au LPNHE
Le groupe du LPNHE a rejoint lexpérience D0 le
1/1/98, avec le LAL, le CPPM et lLPSC
Grenoble, rejoints plus tard par l'IPNL, lIReS
et l'LPC Clermont, avec comme engagement de
travailler sur le calorimètre et en proposant
détudier la physique du top et la recherche du
Higgs (préparation à la physique du LHC).
Composition du groupe B. Andrieu U. Bassler
G. Bernardi S. Trincaz-Duvoid S. Beauceron
(thèse 2001-2004) E. Busato (thèse
2002-2005) J.-R. Vlimant (thèse 2002-2005)
Anciens membres du groupe F. Machefert (ATER 2000
? CNRS) F. Fleuret (habilitation en 2001) B.
Olivier (thèse en 2001) T. Kurca
(visiteur 2001-2002)
ITA (jusquen 2001) P. Bailly, J.F. Huppert, E.
Lebreton, H. Lebbolo, A. Vallereau
Nouvelle proposition de thèse en cours
(2004-2007) Renforcement du groupe souhaité
cette année!
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Axes de Travail

• Calorimètre
• Calibration On-line
• Suivi du Calo
• Groupes ID
• Jets/Missing ET
• EM-ID
• Jet Energy Scale
• Groupes de Physique
• (SUSY, EW)
• Top
• Higgs
• Calcul
• Lyon / Paris / FNAL

En bon accord avec les engagements pris en 1998
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Spokesmen G. Blazey J. Womersley
2002-2003
Institutional Board Chair T. Wyatt
Advisory Council Chair U. Bassler
Speakers Bureau Chair G. Bernardi
Run Coordinator D. Denisov A. Stone
(Deputy) Electrical Operations R.
Hance Mechanical Operations R. Rucinski
Software and Computing A. Boehnlein, J. Qian
Physics Coordinator B. Klima
Algorithms H. Melanson S. Choi (deputy)
Infrastructure A. Jonckheere, L. Duflot
Trigger Board Chair N. Varelas
Offline Resources Board Chair A. White
Online S. Fuess P. Slattery
SMT Y. Kulik
EM ID U. Bassler V. Büscher
B Physics B. Abbott V. Jain
FPD A. Brandt
SMT H. Fox, E. Kajfasz
Global Systems and Production I. Bertram, M.
Diesburg, J.Yu
CFT M. Hildreth
Muon ID F. Deliot S. Soldner-R.
LuminosityMonitor B. Casey
Higgs J. Hobbs A. Kharchilava
CFT/CPS/FPS G. Ginther
Global Tracking V. Kuznetsov H. Greenlee
Calorimeter N. Parua U. Bassler
Data Access and Databases L. Lueking, R. Brock
Jet/MET ID G. Bernardi L. Groer
New Phenomena G. Brooijmans G. Landsberg
Online S. Fuess, P. Slattery
Vertexing G. Lima, G. Watts
Reco and L3 filters integration
Tau ID D. Chakraborty Y. Gerstein
ICD (A. Stone) A. White
DAQ D. Chapin G. Watts
Calorimeter/PS L. Sawyer A Turcot
Simulation Q. Li, S. Protopopescu
QCD J. Krane C. Royon
Central Muon T. Diehl
b ID F. Filthaut M. Narain
Trigger R. Lipton
Muon system C. Clément M. Mulders
Top E. Barberis C. Gerber
Event Generators (S. Protopopescu)
Fwd Muon (D. Denisov)
Luminosity M. Begel H. Schellman
Data Tiers (S. Protopopescu)
D0gstar S. Kunori
WZ G. Steinbrueck M. Verzocchi
Solenoid R. Smith
Jet Energy Scale A. Goussiou I. Iashvili
Calibration/ Alignment G. Gutierrez T. Yasuda
D0sim program (Q. Li, S. Protopopescu)
Fwd. Proton S. Novaes M. Souza
Triggermeisters T. Diehl, E. Gallas, T.Toole
Fast simulation S. Eno
Level 3 filtering T. Wyatt D. Claes
Trigger Simulation D. ONeil, S.Protopopescu
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Software Algorithms H. Melanson L. Duflot (Deputy)
? 2003-2004
Algorithms Groups
Projects
Executables
Data Monitoring T. Diehl Michiel Sanders (Deputy)
Level 3 filtering D. Claes R. Jesik
SMT / CFT Global Tracking Vertexing
Tracking M. Hildreth F. Rizatdinova

• Contributions
• infrastructure et bases de données
• monitoring de la qualité des données
• algorithmes de suppression de bruit (Nada, T42)
• études des jets
• corrections de l'énergie transverse manquante

CAL / CPS / FPS Electron / g ID t ID JET / MET
ID Jet Energy Scale
Reconstruction S. Choi
Calorimetry U. Bassler G. Bernardi
Simulation S. Eno S. Muanza
Generators D0GSTAR D0SIM PMCS
Muon M. Mulders S. Soldner-Rembold
PDT / MDT / MSC / AF m ID
Trigger simulation D. ONeil A. Bellavance
Alignment / Calibration TBD T. Yasuda
Event display (L. Duflot)
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Algorithmes calorimétriques T42

• But Améliorer le rapport signal sur bruit du
  calorimètre, en supprimant les cellules dénergie
  négatives et les cellules isolées ayant une
  faible énergie
• amélioration de l'énergie transverse manquante
• reconstruction des jets, e/? a basse énergie

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La physique du Top et du Higgs au Run II

• Premières mesures pour le
• Run II sur le Top
• Section efficace de production ttbar à une
  énergie plus élevée masse du Top avec une
  statistique plus importante
• U. Bassler, thèse de J.R. Vlimant ? 2005
• Recherche de production électrofaible du Top
• B. Andrieu, thèse de E. Busato ? 2005
• Recherche du boson de Higgs
• Mesure de la section efficace
• W b bbar
• G.Bernardi, S. Trincaz-Duvoid,
  thèse de S. Beauceron ?2004

• Strategies
• signatures communes ejets
• outils communs
• études systématiques
• questions de physique variées!

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Étiquetage des jets de b à grand pT
temps de vie des b (c? 450 ?m) boost ? ils
volent sur 3mm avant de se désintégrer en
produisant plusieurs traces

• Soft Lepton Tag
• ? on utilise les désintégration
  semi-leptonique des b (40 evts)
• leptons ayant un pT plus faible que ceux des W/Z
  
• et non-isolés

• Silicon Vertex Tag
• longueur de désintégration
• nombre de paramètres d'impact significatifs
• Temps de vie
• signature statistique
• efficacité actuelle 35
• nominale 50-60

• Le b-tagging est bien établi au Tevatron
• crucial pour la découverte du top au RunI
• essentiel pour la physique du Run II

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Run II Section efficaces t - t bar
systématique principale jet energy scale
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Section Efficace en fonction de ?s

• reanalyse des données de Run I
• 40 evts top
• analyse par NN
• diminution de l'erreur de 10
• Run II augmentation de la section efficace de
  30
• erreur théorique (échelles, pdf) 6-7
• 50 evts top observés

estimation de l'erreur RunII (2fb-1) 10
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Single Top

• Section efficace à peu près ½ de ttbar
• Les evts single top ont moins dobjets dans
  létat final
• bruit de fond plus important
• même signature que le Higgs SM en production
  associée
• W2 jets
• mesure de Vtb (erreur 15 avec 2fb-1)

CDF D0 RunI stlt15.4pb _at_95 C.L. CDF RunIRunII
stlt17.5pb _at_95 C.L. Limite attendue 44.2 pb ?
observation à l'été 2004
16
La recherche du Higgs
Production au Tevatron
Désintégration du Higgs
signature expérimentale recherchée 1 électron
4 jets (dont 2 b) énergie transverse manquante
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En route vers le Higgs
-

• Section efficace W(en)bb LP'03 (117 pb-1) ?
  publi (200 pb-1)
• bruit de fond important pour le single top et le
  Higgs
• benchmark pour les performances du détecteur
• 92 evts avec un b étiqueté par le temps de vie
  (89.5 attendus)
• Recherche devts avec double étiquetage de jets
  de b
• 3 evts observé, 5.5 1.6 evts background
• s(Wbb) lt 33.4 pb _at_ 95 CL

double IP tag event
1 tag
2 tags
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Projections pour le Higgs

• Nouvelle étude CDF DØ
• Résultats semblables voire meilleurs que ceux de
  létude initiale, avec une simulation plus
  détaillée.
• Notre compréhension va aller en saméliorant

Statistical power onlySystematics not included
5s discovery 3s evidence 95 CL exclusion
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Étapes du programme de Physique du Run II ? 2006
300 pb-1 2004

• Mesure de la section eff. de production du Top à
  2 TeV (avec b-tagging)
• Amélioration de la précision sur la masse du Top
  (? 4-5 GeV )
• Recherche de SUSY au delà du Run I (lumi et
  effet de seuil 30-40)
• Recherche du SUSY Higgs _at_ grand tan ß
• Mesure de la section efficace W bb

Thèse S. Beauceron
1 - 2 fb-1 2005-2006
Mesure de la masse du Top 3 GeV et de la
masse du W 25 MeV Première observation de la
production électrofaible du Top (et x-sec)
Exclusion directe de mHiggs 115 GeV Avancées
dans les recherches de SUSY et SUSY Higgs
Recherche des dimensions supplémentaires à l
échelle de 2 TeV
Thèses E. Busato, J-R. Vlimant
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Étapes du programme de Physique du Run II ? 2008
3-5 fb-1 2007-2008
Observation possible (3?) du Higgs SM _at_ mHiggs
115 GeV Sinon exclusion du Higgs Standard
entre 115 et 130 GeV et entre 155 et 170 GeV
Exclusion quasi totale du Higgs SUSY (!) Tests
poussés des modèles supersymétriques minimaux
Mesures améliorées de mTop et mW ? contrainte
indirecte forte sur mHiggs Séparation voie s et
voie t dans le single Top, compétitif avec le LHC
Habilitation S. Trincaz-Duvoid 2 thèses
nouvelle génération
LHC ?
10 fb-1 2009 - 2010
Observation possible (5?) du Higgs SM _at_ mH
115 GeV Observation possible (3?) du Higgs SM _at_
mH 120-135, 150-175 GeV Précision maximale au
Tevatron pour le Top, le W et la physique du B
Si non observation Exclusion à 95 CL du Higgs
entre 115 et 180 GeV Recherches extensives en
supersymétrie
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Conclusions

• Les 3 années à venir vont permettre des avancées
  significatives sur le programme de physique
  engagé actuellement au laboratoire (Top et Higgs)
  et dans les autres domaines également (b, QCD,
  EW, Susy).
• Les thèses en cours devant toutes être terminées
  en 2005, une deuxième série de thèses est lancée
  pour exploiter pleinement les données accumulées
  correspondant à cette luminosité, thèses qui se
  termineront autour de 2008.
• Au delà de 2008, l'intensité de la participation
  du groupe à D0 dépendra des résultats obtenus,
  des performances du Tevatron et du calendrier du
  LHC.
• Le groupe a très grand besoin dun renfort
  CNRS. Ainsi le laboratoire pourra exploiter
  pleinement le potentiel de physique du Tevatron
  et profiter de la formation unique des thésards
  sur la physique pp