Vincenzo Lombardo Laboratoire dAnnecy-le-Vieux de Physique - PowerPoint PPT Presentation

Vincenzo ¡Lombardo ¡ Laboratoire ¡d’Annecy-­‑le-­‑Vieux ¡de ¡Physique ¡de ¡Par;cules ¡ Lombardo ¡Vincenzo ¡

¡ArXiv ¡number: ¡1211.6899 ¡(November ¡29, ¡2012) ¡  ¡Accepted ¡by ¡PLB ¡(January ¡24, ¡2013) ¡ ¡  ¡Addi;onal ¡plots: ¡  hOp://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-­‑2012-­‑06/ ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 2 ¡

18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 3 ¡

A.Banfi, ¡S.Redford, ¡M.Vesterinen ¡et ¡al. ¡ Eur. ¡Phys. ¡J ¡(2011) ¡71: ¡1600 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡a T /M Z ¡ ≈ ¡tan( φ acop /2) ¡sin( θ *) ¡  P T ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡ θ * ¡scaOering ¡angle ¡of ¡the ¡leptons ¡rela;ve ¡to ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡the ¡beam ¡direc;on ¡in ¡the ¡dilepton ¡rest ¡frame ¡ ¡ ¡This ¡suggests ¡the ¡variable: ¡  φ * ≡ tan( φ acop /2)sin( θ * ) θ * ¡ requires ¡knowledge ¡of ¡lepton ¡momenta: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡  ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡susceptible ¡to ¡the ¡effects ¡of ¡lepton ¡momentum ¡resolution ¡ ¡New ¡defini;on ¡of ¡ θ * ¡applying ¡a ¡Lorentz-­‑boost: ¡  * ) = tanh η − − η + ⎛ ⎞ * ≡ tan( φ acop /2)sin( θ η * ) cos( θ η ⇒ φ η ⎜ ⎟ 2 ⎝ ⎠ η is ¡based ¡ entirely ¡on ¡the ¡measured ¡track ¡directions ¡  φ * ¡directions ¡of ¡the ¡two ¡leptons ¡measured ¡with ¡a ¡precision ¡of ¡ ~ ¡ 1 ¡mrad ¡ ¡  18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 4 ¡

Normalized ¡cross ¡section ¡as ¡function ¡of: ¡ φ * ¡(single ¡differential ¡measurement) ¡ ¡  ¡ φ *, ¡y Z ¡ (double ¡differential ¡meas., ¡3 ¡Z ¡rapidity ¡bins) ¡  -­‑ ¡electron ¡& ¡muon ¡channels ¡+ ¡combination ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Fiducial ¡volume ¡ ¡p T 1,2 ¡ > ¡20 ¡GeV/c ¡, ¡| η 1,2 | ¡< ¡ 2.4 ¡ ¡ • ¡66 ¡< ¡m ll ¡ < ¡116 ¡GeV/c 2 ¡ • ¡correcting ¡for ¡different ¡levels ¡of ¡QED ¡FSR ¡  ¡ “born” ¡[before ¡FSR], ¡“bare” ¡[after ¡FSR] ¡and ¡“dressed” ¡[bare ¡+ ¡photons ¡ Δ R<0.1] ¡ ¡extrapolation ¡to ¡full ¡phase ¡space ¡within ¡ 66 ¡< ¡m ll ¡ < ¡116 ¡GeV/c 2 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡  18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 5 ¡ 5 ¡

Control ¡plots ¡ 1.2 ¡M ¡candidates ¡ 1.7 ¡M ¡candidates ¡ all ¡backgrounds ¡ ~ ¡0.6 ¡% ¡ ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 6 ¡

Control ¡plots ¡ 1.2 ¡M ¡candidates ¡ 1.7 ¡M ¡candidates ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 7 ¡

Binning ¡: ¡ refined ¡bin ¡widths ¡(34 ¡bins) ¡ ¡ ¡ ¡ Purity ¡= ¡(gen i ¡& ¡reco i ) ¡/ ¡(reco i ) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡used ¡GSF ¡electrons ¡ (PowHeg) ¡ (PowHeg) ¡ Unfolding: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡ bin-­‑by-­‑bin ¡unfolding ¡(default) ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 8 ¡ 8 ¡

Results ¡ χ 2 /ndof ¡= ¡33.2/34 ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 9 ¡

Results ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 10 ¡

Results ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 11 ¡

Results ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 12 ¡

Systematics ¡ Systema;cs ¡(ee, ¡ µµ ): ¡ A ¡conserva;ve ¡systema;c ¡uncert. ¡of ¡0.3% ¡due ¡ ¡ ¡QED ¡FSR ¡ ~ ¡0.3 ¡% ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡  ¡  to ¡ φ -­‑dependent ¡ modelling ¡ of ¡ QED ¡ FSR ¡ ¡MC ¡stat. ¡(0.1 ¡– ¡0.2) ¡% ¡ ¡ ¡  comparing ¡ PowHeg(Photos) ¡ and ¡ Sherpa(YSF) ¡ ¡Tracking ¡resolu;on ¡(0.1 ¡-­‑ ¡0.2) ¡% ¡  It ¡provides ¡the ¡size ¡of ¡the ¡uncertainty ¡but ¡not ¡ ¡ ¡Tracking ¡bias ¡ ~ ¡0.1 ¡% ¡  the ¡shape. ¡Improvements ¡on ¡MC ¡tools ¡required ¡ ¡Unfolding ¡ ~ ¡ 0.1 ¡% ¡ ¡ ¡ ¡  (hOp://arXiv.org/abs/arXiv:1212.6783) ¡ ¡QCD ¡background ¡< ¡0.1% ¡  ¡ID ¡and ¡reco ¡efficiency ¡< ¡ 0.05% ¡ ¡ ¡  ¡EW ¡background ¡ ~ ¡0.05% ¡  ¡Pile-­‑up ¡< ¡0.05% ¡ ¡ ¡ ¡  The ¡syst. ¡uncertain;es ¡are ¡evaluated ¡as ¡ ¡ ¡Energy ¡scale/smearing ¡< ¡0.03% ¡  func;on ¡of ¡ φ * ¡(here ¡indica;ve ¡numbers ¡ ¡ are ¡given) ¡ ¡ ¡ ¡Z-­‑vertex ¡re-­‑weigh;ng ¡(negligible) ¡  ¡Trigger ¡effciency ¡(negligible) ¡  ¡Charge ¡mis-­‑ID ¡ Z  ee ¡(negligible) ¡  bin-­‑by ¡bin ¡un-­‑correlated ¡errors: ¡MC ¡stat, ¡QED ¡FSR ¡and ¡tracking ¡bias ¡ ¡ bin-­‑by-­‑bin ¡correlated ¡errors: ¡all ¡other ¡sources ¡ ¡ 18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 13 ¡

Conclusions ¡ ¡A ¡measurement ¡of ¡ φ * using ¡ATLAS ¡data ¡has ¡been ¡performed ¡  ¡Compared ¡to ¡different ¡MC ¡models ¡and ¡QCD ¡predictions ¡  ¡Precision ¡of ¡the ¡measurement ¡is ¡typically ¡lower ¡by ¡ one ¡order ¡ ¡  ¡ ¡ ¡ ¡ ¡of ¡magnitude ¡than ¡present ¡theoretical ¡predictions ¡ ¡Valuable ¡to ¡constrain ¡further ¡ QCD ¡predictions ¡ and ¡ MC ¡tunings ¡  ¡Tracking: ¡ ¡main ¡experiment. ¡systematic ¡uncert. ¡  ¡QED ¡FSR: ¡ main ¡systematic ¡uncertainty ¡in ¡the ¡meas. ¡ ¡ ¡  18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 14 ¡

18.02.2013 ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 15 ¡

~ ¡1 ¡M ¡events ¡(ee ¡+ µµ) ¡ • ¡Ratio ¡of ¡normalized ¡differential ¡cross ¡section ¡to ¡ RESBOS ¡ • ¡ RESBOS ¡unable ¡to ¡describe ¡the ¡detailed ¡shape ¡of ¡the ¡corrected ¡data ¡ • ¡“Small-­‑x ¡broadening” ¡is ¡strongly ¡disfavoured ¡ LHC ¡EW ¡mee;ng ¡-­‑ ¡Vincenzo ¡Lombardo ¡ 18.02.2013 ¡ 16 ¡