fisica del b in cms quale strategia si pensa di utilizzare per il 2007: possibili scenari lucia...
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Fisica del B in CMSFisica del B in CMSQuale strategia si pensa di utilizzare per il 2007: Possibili scenariQuale strategia si pensa di utilizzare per il 2007: Possibili scenari
Lucia Silvestris Lucia Silvestris (INFN-Bari)(INFN-Bari)
Collaborazione CMSCollaborazione CMS
Commissione Nazionale Scientifica ICommissione Nazionale Scientifica I
FrascatiFrascati 4-Febbraio 2003
Fisica del B in un esperimento multi-purpose Fisica del B in un esperimento multi-purpose
Alcuni canali di “Benchmark”Alcuni canali di “Benchmark”
ConclusioniConclusioni
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 2
LHC & Fisica del BLHC & Fisica del B
LHCLHC pp 14 TeV 1 pp 14 TeV 1stst Aprile 2007 Aprile 2007 Luminosita’ di picco: 2x10Luminosita’ di picco: 2x1033 33 cmcm-2-2ss-1 -1 -> 10-> 103434 cm cm-2-2ss-1-1
Interazioni/BX: ~3 -> ~18Interazioni/BX: ~3 -> ~18
Fill ~ 10 hours: expected ~ 2 drop in Fill ~ 10 hours: expected ~ 2 drop in LL during fill during fill
Altissima statistica (anche a bassa Luminosita’):Altissima statistica (anche a bassa Luminosita’):
Se la sezione d’urto 500 Se la sezione d’urto 500 barn ~ O(10barn ~ O(101313-10-101414) b ) b
coppie/annocoppie/anno
BBuu (40%), B (40%), Bdd (40%), B (40%), Bss (10%), B (10%), Bcc and b-barioni (10%) and b-barioni (10%)
Programma per la fisica del BProgramma per la fisica del B
Misure di violazione di CP nei decadimenti del B Misure di violazione di CP nei decadimenti del B
sin2sin2 tramite B tramite BddJ/J/ K Kss
ss22 tramite B tramite BssJ/J/
BB00ss Mixing Mixing
Decadimenti rari del B Decadimenti rari del B
Quanti eventi sono triggerati per la fisica del B?Quanti eventi sono triggerati per la fisica del B?
Il maggiore challenge negli esperimenti di collisioni pp e’ Il maggiore challenge negli esperimenti di collisioni pp e’
la strategia di trigger.la strategia di trigger.
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 3
CMS: un rivelatore CMS: un rivelatore “multi-purpose”“multi-purpose”
13x6 m13x6 m Solenoid: 4 Tesla field Solenoid: 4 Tesla field tracking up to tracking up to ~ 2.4 ~ 2.4
Muon system in return yokeMuon system in return yokeFirst muon chamber just after solenoidFirst muon chamber just after solenoid extend level arm for pt measurementextend level arm for pt measurement
Staged Scenario for start-Staged Scenario for start-up up (M. della Negra 10/02)(M. della Negra 10/02)
1. ME4 staged2. 3rd forward pixel disks missing 3. Descoped HCAL (reduced no. of longitudinal samplings)4. Descoped ME1/1a (3 ch in one, muon trigger up to || = 2.1)
ECALECAL & HCAL & HCAL inside solenoidinside solenoid
22 m long, 15 m diameter, 14.000 ton Detector22 m long, 15 m diameter, 14.000 ton Detector
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 4
Il Software di CMSIl Software di CMS
Generazione degli eventi Generazione degli eventi PYTHIA 6.158PYTHIA 6.158 Descrizione del rivelatore e tool simulazione Descrizione del rivelatore e tool simulazione Geant3Geant3 Geometria e MaterialiGeometria e Materiali nei vari-sottorivelatori aggiornata (2002) nei vari-sottorivelatori aggiornata (2002) Effetti dovuti ad interazioni multiple ed a pile-up dovuto a rivelatori con Effetti dovuti ad interazioni multiple ed a pile-up dovuto a rivelatori con
tempi di risposta piu’ lenti tempi di risposta piu’ lenti Risposta dei rivelatoriRisposta dei rivelatori (digitizzazione, rumore …) (digitizzazione, rumore …) Simulazione del primo livello di triggerSimulazione del primo livello di trigger RicostruzioneRicostruzione
tracce (esistono differenti algoritmi, Kalman Filter, Deterministic tracce (esistono differenti algoritmi, Kalman Filter, Deterministic Anneling Filter, Gaussan Sum Filter)Anneling Filter, Gaussan Sum Filter)
verticivertici clustercluster
Algoritmi di HLT per tutti i tipi di selezioni (Algoritmi di HLT per tutti i tipi di selezioni (, e, , e, , b jets, B esclusivi), b jets, B esclusivi)
I risultati presentati sono riportati nel DAQ TDR I risultati presentati sono riportati nel DAQ TDR LHCC- 02 26 CMS TDR 6 15 dicembre 2002LHCC- 02 26 CMS TDR 6 15 dicembre 2002http://cmsdoc.cern.ch/cms/TDR/DAQ/daq.html
Pochi canali di “Benchmark” studiati per la fisica del B.Pochi canali di “Benchmark” studiati per la fisica del B.
Produzione Produzione 2.5 M eventi2.5 M eventi
~20% = 0.7 M eventi ~20% = 0.7 M eventi prodotti in Italia prodotti in Italia
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Architettura del Trigger & DAQArchitettura del Trigger & DAQ
Trigger a due livelli: Lvl-1 e HLTTrigger a due livelli: Lvl-1 e HLT40 MHZ40 MHZ
100 KHz100 KHz
100 Hz100 Hz
Questa architettura Questa architettura consente differenti consente differenti scenari di staging scenari di staging
Ogni slice Ogni slice corrisponde a 12.5 corrisponde a 12.5
KHzKHz
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Architettura del Trigger & DAQ 4 slice Architettura del Trigger & DAQ 4 slice (50KHZ)(50KHZ)
Trigger a due livelli: Lvl-1 e HLTTrigger a due livelli: Lvl-1 e HLT40 MHZ40 MHZ
100 KHz100 KHz
100 Hz100 Hz
Questa architettura Questa architettura consente differenti consente differenti scenari di staging scenari di staging
Ogni slice Ogni slice corrisponde a 12.5 corrisponde a 12.5
KHzKHz
4 slices del DAQ previste nel 2007 => 50 KHZ4 slices del DAQ previste nel 2007 => 50 KHZ
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Trigger di primo Livello: Lvl-1 Trigger di primo Livello: Lvl-1
Lvl-1 processori specializzati 40 MHz • Utilizzano le informazioni dai
calorimetri e dai rivelatori di muoni• Risoluzioni grossolane
– 0.087x0.087 celle calorimetriche – Ridotta risoluzione per i muoni
Trigger Threshold (=95%)
(GeV)
Indiv.Rate (kHz)
Cumul rate(kHz)
1e/, 2e/ 29, 17 4.6 4.3
1, 2 14, 3 3.6 7.9
1, 2 86, 59 3.2 10.9
1-jet,3-jets, 4-jets
177,86,70 3.0 12.5
Jet * Miss-ET
88 * 46 2.3 14.3
e * jet 21 * 45 0.8 15.1
Min-bias 0.9 16.0
Total Rate: 50 kHz. Fattore 3: condizione del fascio, Total Rate: 50 kHz. Fattore 3: condizione del fascio,
Incertezze sui processi fisici etc.. => allocati 16 kHzIncertezze sui processi fisici etc.. => allocati 16 kHz
Soglie di Lvl-1 ottimizzate per garantire un ampioSoglie di Lvl-1 ottimizzate per garantire un ampioprogramma di fisica includendo trigger specifici per calibrazione e monitoraggio.programma di fisica includendo trigger specifici per calibrazione e monitoraggio.
Selezione Fisica del B al Lvl-1 basata sui trigger leptonici (Selezione Fisica del B al Lvl-1 basata sui trigger leptonici (1, 2
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Lvl-1 Trigger: Stream Muoni Lvl-1 Trigger: Stream Muoni
Low Lumi
< 2.1
50 kHz DAQ50 kHz DAQ4 kHz for 4 kHz for
14, 3;32.7+0.9=3.6 kHzW =89.6 %Z =99.8 %Bs=25.5 %
Integrated muon rates above threshold
Rate dominato da decadimenti di ,K fino a 4 GeV e da decadimenti di b-, c-quark da 4 a 25 GeV
< 2.1
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Secondo livello di Trigger:High Level Trigger Secondo livello di Trigger:High Level Trigger
Dopo High Level trigger solo l’0.1% degli eventi deve sopravvivere.
In quale modo posso rigettare gli eventi usando il minore tempo di CPU?
Questo puo’ essere interpretato come:o Ricostruzione veloce e molto appross.o La minima quantita’ di ricostruzione ma accurata o Una mistura delle due precedenti
DAQ
100-1000 HzMass storage
Ricostruzione e analisi
HLT track HLT track findingfinding
In media un evento ~ 300 msec In media un evento ~ 300 msec normalizzata a 1 GHz PIIInormalizzata a 1 GHz PIII
Lo stesso SW sara’ utilizzato per HLT e off-line :
gli algoritmi devono essere di alta qualita’
gli algoritmi devono essere sufficientemente veloci
Gli eventi rigettati dall’HLT sono persi !!
•• •• •••••
•••••
40 MHZ40 MHZ
100 KHz100 KHz
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Qualita’ degli algoritmi:Qualita’ degli algoritmi:Efficienza di ricostruzione trackingEfficienza di ricostruzione tracking
Single Single Single Single
JetsJets
Degradation due tracker material
No significant degradation No significant degradation
compared to single pionscompared to single pionsJets EJets ETT = 50-200 GeV = 50-200 GeV
Fake Rate < 1 %
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Risoluzione in IPRisoluzione in IPtrans. trans. ~ 20 ~ 20 mmPer tracce conPer tracce con PPt t ~ 10GeV~ 10GeV
Qualita’ degli algoritmiQualita’ degli algoritmiStrategia di Tracking di CMSStrategia di Tracking di CMS
Il rivelatore a pixel si trova attorno Il rivelatore a pixel si trova attorno Al punto di interazione Al punto di interazione 4.2 – 15 cm4.2 – 15 cm e e
+- 60 cm in z +- 60 cm in z
Occupancy per cella e’ ~ 10-4
Pixel utilizzato come seeding per il tracking
Radius ~ 110cm, Length/2 ~ 270cmRadius ~ 110cm, Length/2 ~ 270cm
3 disks TID
6 layersTOB
4 layersTIB
9 disks TEC
rivelatori Silicon strip : R = 10-60 m, cell size ~ 10 cm2
rivelatori Pixel: R, z = 10-20 m, cell size ~ 150 m2
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Qualita’ degli algoritmi:Qualita’ degli algoritmi:ricostruzione dei vertici primariricostruzione dei vertici primari
Ad alta luminosita’, the trigger primary vertex e’ trovato in >95% degli eventi
Vertici Primari: Vertici Primari: rivelatore a pixel rivelatore a pixel Fast 50msec/1GHzFast 50msec/1GHz
= 26 = 26 mm
Pixel - Resolution in z (cm)
Beam spread Beam spread ± 5.6 cm
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Qualita’ degli algoritmi:Qualita’ degli algoritmi:ricostruzione dei vertici secondariricostruzione dei vertici secondari
H0 (130)->4
Bs BsJ/
(x) m 12.12 ± 0.13 47.5 ± 3.63 55.3 ±0.95
(z) m 19.18 ± 0.23 71.5 ± 1.3 72.7 ±1.4
CPU time msec 2.5 1.9 3
Risoluzione dei vertici secondari Risoluzione dei vertici secondari con Kalman Filtercon Kalman Filter
H0 (130)->4 Bs BsJ/
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Algoritmi sufficientemente veloci:Algoritmi sufficientemente veloci:Ricostruzione delle tracce parzialeRicostruzione delle tracce parziale
Ad HLT non siamo necessariamente interessanti alla risoluzione ottimale.Good track parameter resolution puo’ essere ottenuta utilizzando 4 o piu’ hits
Full tracker Full tracker performanceperformance
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Tabella di High Level Trigger (low lumi) prevista per Tabella di High Level Trigger (low lumi) prevista per 20072007
TriggerTrigger Threshold Threshold
((=90-95%) =90-95%) (GeV)(GeV)
Indiv.Indiv.
Rate Rate (Hz)(Hz)
Cumul Cumul raterate
(Hz)(Hz)
1e, 2e1e, 2e 29, 1729, 17 3434 3434
11, 2, 2 80, (40*25)80, (40*25) 99 4343
11, 2, 2 19, 719, 7 2929 7272
11, 2, 2 86, 5986, 59 44 7676
Jet * Miss-EJet * Miss-ETT 180 * 123180 * 123 55 8181
1-jet, 3-jet, 1-jet, 3-jet, 4-jet4-jet
657, 247, 657, 247, 113113
99 8989
e * jet e * jet 19 * 5219 * 52 11 9090
Inclusive b-Inclusive b-jetsjets
237237 55 9595
Calibration/Calibration/
otherother1010 105105
Rate Totale 105 HzRate Totale 105 Hz
Scenario utilizzato per la Scenario utilizzato per la partenza:partenza:• Lvl-1 budget: 50 KHzLvl-1 budget: 50 KHz• Garantire la fisica di scopertaGarantire la fisica di scoperta
tempo medio di CPU per gli algoritmi HLT 300 msec 1GHz tempo medio di CPU per gli algoritmi HLT 300 msec 1GHz Previsti miglioramenti in CPU nei codici di HLT. Questa e’ la migliore stima Previsti miglioramenti in CPU nei codici di HLT. Questa e’ la migliore stima
che puo’ essere fatta oggi. Indeterminazione sulla stima ~50%.che puo’ essere fatta oggi. Indeterminazione sulla stima ~50%.
Canale di Fisica EfficienzaH(115 GeV) 77 %H(160 GeV)WW* 2 92%HZZ4 92%A/H(200 GeV)2 45%SUSY (~0.5 TeV sparticles)
~60%
With RP-violation ~20%We 67% (fid: 60%)W 69% (fid: 50%)Top X 72%
Dove e’ la fisica del B?Dove e’ la fisica del B?
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Contenuto di Fisica nella stream Contenuto di Fisica nella stream dopo HLT dopo HLT
threshold [GeV/c]Tp
10 15 20 25 30
Rate
[H
z]
10
102
103
104
generator
L1
L2
L2 calo isol
L3
L3 calo + pixel isol
L3 calo + pixel + tracker isol
30 Hz
4 kHz
threshold [GeV/c]Tp
5 10 15 20 25 30
Rate
[H
z]
10-1
1
10
102
103
104
all
/K
+X c/b
+X
W-+
30 Hz30 Hz
4 kHz
b/c
/KZ
W
threshold [GeV/c]TSingle muonp12 14 16 18 20 22 24 26
thre
shold
[G
eV
/c]
TD
i-m
uon
p
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
20 Hz30 Hz
40 Hz
50 Hz
60 Hz
70 Hz
80 Hz
30 Hz30 Hz
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Possibili Scenari allo start-up nel 2007Possibili Scenari allo start-up nel 2007
Scenario 1): Abbiamo sovrastimato il fattore di safety e utilizziamo solo 42 KHz• Il lvl-1 di trigger e’ programmabile e quindi possiamo abbassare
le soglie, aggiungere altri trigger per utilizzare completamente la banda disponibile
Scenario 2):La macchina parte con una luminosita’ piu’ bassa • abbassare le soglie del lvl-1, utilizzare la banda per la fisica del
B e fare allo stesso tempo un debug del rivelatore
Scenario 3):Alla partenza realizziamo che sono necessari 70 KHz• Il Lvl-1 di trigger e’ programmabile, possiamo mascherare le
zone rumorose e guardare attentamente alle interazioni beam-gas etc
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Possibili Scenari allo start-up nel 2007Possibili Scenari allo start-up nel 2007
Scenario 4)Ottimizzazione del codice di HLT => minore CPU per evento. A
parita’ di soglie sul Lvl-1 e di capacita’ totale di CPU per la filter farm aumentare lo storage => aumento di CPU per l’analisi!
Scenario 5):Viene finanziata una slice del DAQ in piu’ (12.5 KHz) • Si possano abbassare le soglie di lvl-1 e dedicare una buona
frazione alla fisica del B.
• Nell’ DAQ TDR e’ stata messa in evidenza la possibilita’ di utilizzare il rivelatore di tracciamento al primo step negli algoritmi di HLT sulla piena banda passante di Lvl-1
• Possibile grazie alla sistematica ottimizzazione del codice di Tracking e all’uso del tracking regionale e condizionale.
• Possibili studi di ottimizzazione del “menu” di trigger… Vediamo alcuni canali di “Benchmark”
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Alcuni canali di benchmark: BAlcuni canali di benchmark: Bss
Strategia HLT:a) L1 trigger: eventi a due muoni Pt >4 Gev/c e carica oppostab) Seeds usando pixel per tracce Pt >4 Gev/c e parametro d’impatto <1. mm c) vertice primariod) Filtro sui Seeds: constraint sul vertice primario Δη<0.5 Δφ<0.8 ±0.4 cm
attorno alla direzione L1 μ
e) Ricostruzione delle tracce: condizione di stop pt<4 GeV/c @ 5σ o hit=6 o σ(pt)/pt<0.02
f) Solo se ci sono due tracce di carica opposta determino la massa invariante con un taglio di 150 MeV/c2 attorno a mBs
g) Determinazione del vertice secondario con 2 <20 CPU Time medio 240 msec 1GHz CPU => Potrebbe essere implementata ad HLT.
Decadimenti FCNC b->s or b->d in SM attraverso loop-level => piccolo Br(Bs)=(3.5±1.0)x10-9
Bspossono essere osservati solo ad LHC se non ci sono deviazioni rispetto SM!
Possibilita’ di NF
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Alcuni canali di benchmark: BAlcuni canali di benchmark: Bss
EfficienzaLvl-1 Trigger
EfficienzaHLT
EfficienzaGlobale
Eventi/ 10fb-1
TriggerRate
15.2% 33.5% 5.1% 47 <1.7Hz
HLTHLT Full TrackerFull Tracker
Prospect: se Prospect: se Br(Bs)=(3.5±1.0)x10-9 una chiara una chiara osservazione (5 osservazione (5 dopo 3 anni bassa luminosita’ dopo 3 anni bassa luminosita’
Risoluzione in massaRisoluzione in massa
Analisi 2000Analisi 2000not updatednot updated
poca statistica poca statistica per gli eventi di fondoper gli eventi di fondo
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 22
Alcuni canali di benchmark: BAlcuni canali di benchmark: BssJ/J/ Br(BsJ/ )=(9.3±3.3)x10-4
Trigger con J/ dilepton decay J/ℓ+ℓ- (e or μ Br≈6%)3 resonanze: Bs, J/ and extremely narrow K+K-
(Br≈49%)Misura dell’angolo di fase s
s= 2= 22SM predice s ~O(0.03)
Possibilita’ di NF
Strategia di HLT:La stessa per la ricostruzione della J/ (fase Lvl-2) mentre e’ richiesta piu’ CPU per la
ricostruzione della Bs. I due steps seguenti (Lvl-3)
a) Ricostruzione della : tracking regionale attorno alla direzione della J/ e le tracce sono accettate se la massa invariante e’ 10 MeV rispetto alla massa della .
b) Ricostruzione del Bs: accettate se la massa invariante del sistema J/ consistente con Bs entro 60 Mev. Ulteriore taglio sulla qualita’ del vertice secondario 2 <200
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 23
Alcuni canali di benchmark: BAlcuni canali di benchmark: BssJ/J/ EfficienzaL1 Trigger
EfficienzaLvl-2
Trigger RateLvl-2
EfficienzaGlobale
TriggerRate
Eventi/ 10fb-1
16.5% 13.7% 14.5 Hz 8.7% <1.7Hz 83800
CPU time medio 260 msec 1GHz PIII fino a Lvl-2 => in time per HLT trigger
CPU time medio fino a Lvl-3 700 msec 1GHz PIII fino a Lvl-3, 400 msec ricostruzione della => ulteriore ottimizzazione possibile a livello di riconoscimento dei seeds (regionale)
J/J/Risoluzione in massaRisoluzione in massa
BBss
poca statistica poca statistica per gli eventi di fondoper gli eventi di fondo
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 24
Alcuni canali di benchmark: BAlcuni canali di benchmark: BssJ/J/ ℓ+
ℓ-
K+
K-
L’ analisi angolare di Bs->J/consente di determinare simultanemente s, s, s e i parametri delle ampiezze degli stati di CP A||(t=0), AT(t=0), A0(t=0), 1, 2; utilizzando un maximum likelihood fit.
ΔΓs Γs |A||(0)| |A (0)| s(xs=20) s(xs=40)
8.0% 0.5% 0.6% 2.0% 0.014 0.03
~ 600 K eventi in 30 ~ 600 K eventi in 30 fb-1 Analisi 2000Analisi 2000
3 anni di bassa lumi
60 fb-1
Errore su ΔΓErrore su ΔΓss
ΔΓΔΓs s ~ 10 %~ 10 %
ss(x(xss=20) = 0.014 radianti=20) = 0.014 radianti
ss(x(xss=40) = 0.03 radianti=40) = 0.03 radianti
CP - violation weak phase in Bs->J/
CERN-TH/2000-001CERN-TH/2000-001Hep-ph/0003238Hep-ph/0003238
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 25
Alcuni canali di benchmark: Alcuni canali di benchmark: BBssDDss
Br(Bs DS K K ) ~ 5 x 10-5
In un anno (20 fb-1) ~ 108 eventi prodotti
oscillazioni BS-BS, misura della mS, |Vts|/|Vtd|
mS limite sperimentale 14.4 ps-1
SM predice al 99% CL 14.8 mS 25.9 ps-1 Possibilita’ di NF
Strategia di HLT:ricostruzione VP: ricostruzione delle tracce con PT > 5GeV/c
ricostruzione delle tracce con 3 hits: - Seeds: pixel-lines with PT > 0.7GeV/c
- 2 strati di Pixel a 4 and 7 cm e 1 Strip a 20cm - tracce con |zV-zPV| < 1.5mm
tagli topologici : R(KK)<0.3, R(<1.2, R(DS<3.0
M < 15MeV, MDs < 75MeV, MBs < 270MeV
tagli cinematici : PT()>2GeV, PT(DS)>4GeV, PT(DS)>5GeV
Constraint sul vertice Ds: VT > 300m,….. |Hel| > 0.4
Hel is a cos(), where is an angle between DS and K in a rest frame of .
Tagli su BS: R(DS,)<2.0, (BS,)>0.6
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BBssDDss
Alcuni canali di benchmark: Alcuni canali di benchmark: BBssDDssRisoluzione in massa HLT (usando solo 3 hits)Risoluzione in massa HLT (usando solo 3 hits)
0 GeV 20GeV 30Gev 0 GeV 20GeV 30GeV
4GeV 0.27 (50) 0.15 (15) 0.08 (5.7) 11 (106) 4.8 (34) 2.3 (14)
5GeV 0.19 (33) 0.10 (11) 0.06 (4.2) 8 (78) 3.6 (28) 2 (12)
6GeV 0.16 (26) 0.082 (8.5)
0.055 (3.6)
7.4 (65) 3.1 (24) 1.5 (11)
7GeV 0.11 (18) 0.062 (6.2)
0.045 (2.7)
5.6 (48) 2.4 (20) 1.3 (9.4)
10GeV 0.037 (6.4) 0.021 (2.5)
0.014 (1.3)
2 (20) 1.0 (9.6)
0.6 (5.3)
14GeV 0.017 (3.2) 0.010(1.3) 0.008 (0.7)
1 (11) 0.5 (5.4)
0.3 (3.4)
Rates (KHz) # eventi (K) per 20 fb-1
ETjetPT
Lvl-1Lvl-1
HLTHLT
CPU time medio 650 msec 1GHz PIII
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 27
Alcuni canali di benchmark: Alcuni canali di benchmark: BBssDDss
Ottimizzazione delle soglie di Lvl-1Ottimizzazione delle soglie di Lvl-1 al fine di determinare al fine di determinare mS S = f(,D2
tag, mS, t, S, S/(S+B))
– effic. tagging, Dtag = 1-2w -dilution, t - proper time res.,
S – # eventi di segnale and B – eventi fondo
Dtag 0.46 per low pt e 0.60 per high pt, 0.46 per low pt e 0.60 per high pt, t=70fs
Lvl-1 Lvl-1 PtPt>14 >14
GeVGeV3.2 KHz3.2 KHz
e’ necessario un pre-scale ede’ necessario un pre-scale edanche una limitazione sul HLT rateanche una limitazione sul HLT rate
Possibili scenari (1 anno a bassa lumi ) Possibili scenari (1 anno a bassa lumi )
Lvl-1 1KHz HLT 5Hz 300-400 eventi di segnale => mS fino a 20 ps-1
Lvl-1 5KHz HLT 25 Hz 1500 eventi di segnale => sensitivita’ mS fino a 30 ps-1
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 28
ConclusioniConclusioni
Studio della violazione di CP e possibilita’ di evidenziare Nuova Fisica.
studiando il ‘gold-plated’ channel: Bs->J
Studi di mixing del Bs => misura della sensitivita’ di ms ben oltre i valori attesi dallo SM.
s puo’ essere misurata con precisione in Bs->J
Studio di decadimenti rari in particolare Bs-> per la sua semplice segnatura sara’ possibile effettuarlo anche ad alta luminosita’. Si potra’ determinare il branching ratio di Bs -> che nello SM e’ dell’ ordine Br<(10-9)
Studi di precisione dei parametri del “Triangolo di unitarieta’ “ tramite
BBddJ/J/ K Ks, s, Bºπ+π-
La strategia di Trigger di CMS sara’ modificata nel 2007 considerando la reale luminosita’ iniziale di LHC, lo stato
dei rivelatori, del DAQ, del SW di ricostruzione etc…
Ulteriori studi saranno fatti nei prossimi anni 2003-2005 per il Computing e Physics TDR… i vari Data-Challenge 2004-2005-2006….
CMS pur NON essendo un rivelatore costruito specificamente per studiare la fisica del B
ha tutte le potenzialita’ per consentire un programma competitivo
Back-up slidesBack-up slides
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DAQ data flow and computing modelDAQ data flow and computing model
HLT output
Level-1
Event rate TriDAS TDR vol. I
TriDAS TDR vol. II
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 31
HLT: CPU usageHLT: CPU usage
All numbers for a 1 GHz, Intel Pentium-III CPU
–Trigger –CPU (ms) –Rate (kHz) –Total (s)
–1e/, 2e/ –160 –4.3 –688–1, 2 –710 –3.6 –2556–1, 2 –130 –3.0 –390
–Jets, Jet * Miss-ET–50 –3.4 –170
–e * jet –165 –0.8 –132
–B-jets –300 –0.5 –150
Total: 4092 s for 15.1 kHz 271 ms/eventTherefore, a 100 kHz system requires 1.2x106 SI95Expect improvements, additions. Time completely dominated by muons (GEANE extrapolation) – will improveThis is “current best estimate”, with ~50% uncertainty.
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 32
Robust Pattern RecognitionRobust Pattern Recognition
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 33
Misalignment Effect on Pattern RecognitionMisalignment Effect on Pattern Recognition
Pattern recognition works efficiently and cleanly with
misalignments of up to 1mm/1mrad, for W-> events
at 2*1033
10 times more than survey/laser alignment accuracy
This is the starting point for alignment with tracks
Placement accuracy and reproducibilitywith automatic pattern recognition
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 34
Geometry Modeling in Simulation Geometry Modeling in Simulation
Support Support structuresstructures
Cable pathsCable paths
Care has been taken Care has been taken to model localized to model localized heavy material (e.g. heavy material (e.g. Aluminum for cooling) Aluminum for cooling) separatelyseparately
Pixel Pixel modulemodule
How the DAQ TDR data have been simulated
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 35
Tracker Data Rates estimatesTracker Data Rates estimates
Data rates/FED typically below 100MB/s, compared to the limit of 200MB/s which the
DAQ can toleratemicrostripsmicrostrips
However, the number of FED’s for the scheme shown above is However, the number of FED’s for the scheme shown above is 440, whereas only 256 DAQ switch inputs have been allocate to 440, whereas only 256 DAQ switch inputs have been allocate to
the Trackerthe TrackerProposal to merge pairs of FED’s (FRL): 272 switch Proposal to merge pairs of FED’s (FRL): 272 switch inputs, with maximum data rates below 140MB/sinputs, with maximum data rates below 140MB/s
Uncertainties dominated by nature & cross-section for min. bias events; neutron back-scatteringUncertainties dominated by nature & cross-section for min. bias events; neutron back-scatteringDetector response itself does not contribute significant uncertainty to the data ratesDetector response itself does not contribute significant uncertainty to the data rates
To B or not to B?To B or not to B? Fisica del B in CMSFisica del B in CMS L. SilvestrisL. Silvestris 36
Tracker: Track ReconstructionTracker: Track Reconstruction
Generation of seeds (Seed Generator)
Construction of trajectories for a given seed (Trajectory Builder)Ambiguity resolution (Trajectory Cleaner)Final fit of trajectories (Trajectory Smoother)Each component has one or more implementation.
Three different algorithms are currently fully implemented: ( Combinatorial Track Finding, Connection Machine, Deterministic Annealing Filter)