2004 12 23年 月 日 ATLAS @日本総会 河口湖 1

VBF H->->hadron+lepton 用用

tauID の研究＆

活動報告～ 2004 年のまとめ～

Junichi TanakaICEPP, University of Tokyo

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内容 VBF H->->hadron+lepton 用用 tauID の研究 活動報告

Higgs WG SUSY WG

今後の予定

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VBF H->->hadron+lepton 用用 tauID の研究（野本君の仕事の継続）

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Contents

Motivation Strategy of tauID さまざまな分布 0 の取り扱い How to identify tau-jet? Improvement of taujet’s momentum Pileup & Noise effect

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Motivation VBF H->->hvlvvl is very important to discover Higg

s at the low mass region. ATL-PHYS-2003-004/005, ATL-COM-PHYS-2003-007

Identification of hadronic tau is one of important things for this analysis. Many variables are used

to identify tau-jets. However most of them represent one characteristics of tau-jets. -> Narrow jets

T.Takemoto (Univ. of Tokyo)

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Strategy of tauID Use tau-jets with low Pt > 20GeV or 15GeV…

Properties of tau-jets. Hadronic decay of tau

-> Number of charged tracks and jet charge. Narrow jets

-> Fraction of energy in R<0.1 Shower shape related with decay products (0,+-) of

-> Distributions of fraction of energy at each layer. -> Can make a likelihood function from them.

Lifetime (c~87m) … not studied yet …

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Jet Charge

30<Pt<40GeV 50<Pt<70GeV

TauQCD

Number of charged tracks should be 1,2 and 3.

-> Jet charge should be –2,–1, 0, +1 and +2.

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Fraction of energy in R<0.1

As Pt larger, a tau-jet becomes narrower.-> Fraction of energy in R<0.1 (FR<0.1) becomes larger!

20 < Pt < 30

40 < Pt < 5070 < Pt < 130

Tau-jetsQCD-jets

Cut on FR<0.1 isused to tune “effand R”.

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Distributions of fraction of energy at each layer

After applying the 3 criteria (Ntrk, Qjet, FR<0.1),the following distributions are obtained.

TauQCD

40<Pt<50GeV, ||<1.8

PreEM Layer1EM

Due to no 0 jet

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TauQCD

40<Pt<50GeV, ||<1.8

Layer2EM Layer3EM

Layer1Had LayerOthersHad

Distributions of remaining QCD-jets are similar with those of tau-jets. -> Not need to use them for tauID.

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0 in jet By using generator information, we check ratios of j

ets including 0. Tau-jets

20<Pt<30 GeV 40<Pt<50 70<Pt<1300 = 0, +- > 0 : 24% 22% 20%0 > 0, +- > 0 : 76% 78% 80%

QCD-jets 20<Pt<30 GeV 40<Pt<50 70<Pt<1300 = 0, +- > 0 : 11% 5% 2%0 > 0, +- > 0 : 88% 95% 98%

0 information will be used for tauID. For no 0, use looser cut

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How to identify 0 in jet?

By using Pt0, we can determine if a jet has

0.

N0=0, N+-=1 N0=1, N+-=3

Pt0 (GeV) Pt

0 (GeV)

Pt0 = Pt of jet – Pt of charged tracks

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How to identify tau-jet?

Jet

Check Ntrk + Qjet

Check Pt0 < 10GeV

0 = 0, +- = 1

Check FR<0.1 Check FR<0.1 Check FR<0.1

0 = 0, +- = 30 >0, +- = 1~3

Tau-jet Non-tauJet

Non-tauJet

yes

no

Cuts on FR<0.1 aretuned for each category.

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Improvement of tau-jet’s momentum using charged trks

For no 0 tau-jet, we can use “P of charged tracks” as a momentum of tau-jet. Can improve resolution of mass of Higgs candidates.

-> could improve tail of Z -> backgrounds.N0=0, N+-=1

Pt(Jet) - Pt(Gen) Pt(Charged Trk) - Pt(Gen)

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N0=0, N+-=3

Pt(Jet) - Pt(Gen) Pt(Charged Trks) - Pt(Gen)

There is a possibility to use sum of charged tracks’ momentum as tau-jet’s momentum.

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Number of Charged Tracks

20<Pt<30GeV 50<Pt<70GeV

No large dependence.

VBF

QCD

Ntrk

Ntrk becomes smallin pileup events.

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Sum of Charge20<Pt<30GeV 50<Pt<70GeV

No large dependence.

Pileup and noise don’t givea large effect oncharged track reconstruction.(track pt > 2GeV)

Qjet

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Fraction of energy in R<0.1

Jets become wider as increasing the effect of pileup.

Effect of noise seems to be small. A fraction is slightly large at low

F01.

20<Pt<30GeV 50<Pt<70GeV

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Performance of tauID (1)lumi00

lumi02

70<Pt<13050<Pt<7040<Pt<5030<Pt<4020<Pt<30 Much worse as

expected.-> look them at each

pt region. See next.

Rejection factor as a function ofefficiency.

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Performance of tauID (2)

• Pileup gives a large effect onthe tauID performance.• Results of noise effect is similaras those of lumi01 not lumi00.

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Performance of tauID (3)

We can see clear decreases of tauID performance depending on the size of the pileup and noise.

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Mass （ tautau ）

Kyle （ Wisconsin ）のトラペより @2004 年 12 月 15 日 Et missing の理解不足 -> まだまだ研究が必要。

Pileup 等の影響も。

Central jet veto なし

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活動報告

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Higgs WG のまとめ Higgs WG meeting

2004 年（年度じゃなく） 8 回 2 日間の予定だったが、初回を除いてすべて 1 日のみの開

催。 回数を増やした分、その間の進展が少なくなるのは当たり前

年間を通して Winconsin グループが半分程度のトークを維持。 活動

VBF H->->hadron+lepton 用用 tauID の研究 成果発表 3 回 ATLAS-COM-PHYS-2004-069

10 人程度で Tau meeting をスタート（ 12 月に初回）。 Continuous Production for ROME@Higgs WG （予定）

手は挙げた…が…。

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SUSY WG のまとめ SUSY WG meeting

2004 年 6 回（ phone meeting 除く） 活動

お仕事（奉仕） Btagging の評価（ not 開発）

DC2 Production Data for SUSY 2 回ほど SUSY WG meeting で報告した。

Inclusive study の開始（目的：兆候から発見へ） 佐々木君が中心となって研究。

-> 今日のトーク 12 月の SUSY WG meeting で経過報告（ by 浅井さん）

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今後の予定 ATLAS Physics WS@ ローマ

2005 年 6 月 7 日 -11 日 物理本 : Readiness for Physics at ATLAS

2006 年 Higgs

VBF H->->hadron+lepton 用用用用用用 tauID+tau jet calibration

中村君（ kojin 、筑波）が参戦。 Et missing （非常に重要）

VBF H->bb + W, W で BG を落とす。 Yb 測定にとって重要。 VBF H->WW->lnjj

SUSY Inclusive study を継続。

データベースを作る。（佐々木君） 特定のポイントにおける詳細な研究

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バックアップ

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Dataset

Pythia 6.2 (without Tauola) All the samples were simulated by the DC1 scheme at

the TOKYO PC farm. No pileup

Reconstruction ATHENA : ver 7.0.3 Cone jet algorithm (R=0.4) No noise

VBF H-> (mH=125) : ~100kQCD jets : ~20k

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Dataset Pythia 6.2 (without Tauola) All the samples were simulated by the DC1 scheme.

No pileup (lumi00) Pileup : 1 x 10^33 (lumi01) Pileup : 2 x 10^33 (lumi02)

Reconstruction ATHENA : ver 7.0.3 Cone jet algorithm (R=0.4), xKalman for charged tracks Without noise for lumi00, lumi01, lumi02 With noise for lumi00 (lumi00N)

(mH=125GeV)

lumi00 lumi01 lumi02 lumi00N

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tau-lepton

Main tau decay mode Branching fraction τ- -> μ-νμντ 17.4 %

e-νeντ 17.4 %

(1prong) π-ντ 11.1 %

π-π0ντ 25.4 %

π-π0π0ντ 9.4 %

　 (3prong) π-π+π-ντ 9.5 %

π-π+π-π0ντ 4.4 %

・ mass 1.777GeV/c2

・ life time 290.61×10-15 s ( cτ = 87.11μm )

野本君の昨年のトラペ

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VBF->tautau

・ VBF は gluon-fusion に比べて 1 桁くらい断面積が小さい。

野本君の昨年のトラペ

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VBF->tautau・ けれど、 - central jet veto

中央の rapidity gap に Qjet がいる event を捨てる。

　 - forward jet tagging Forward 領域で high Pt jet が観測される。

　　という強力な event-selection によってきれいにイベントを取り出せる。

野本君の昨年のトラペ

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VBF->tautau

tautau の特徴- tau の崩壊で neutrino が出てくるのに、 Higgs mass の reconstruct が可能

野本君の昨年のトラペ

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EM

第一段目の η ： π/γ角度分解能 50mrad/SqrtE

σ/E=10%/SQRT(E)

Fine: 0.025*0.025