Mesure de la masse du quark top

 Le système lepton-méson 

Le système lepton-J/ψ

La figure 6.1 montre les distributions de la masse invariante m(` µ+µ − ) et de l’impulsion transverse pT(` µ+µ − ) du système formé par le candidat J/ψ → µ +µ − et le lepton isolé, après toute la sélection, dans la gamme de masse invariante du J/ψ de [2,9;3,3] GeV. Les données sont bien reproduites par les prédictions issues de la simulation et des différents bruits de fond, sauf à petites valeurs de m(` µ+µ − ) ce qui pourrait être dû à une surestimation du bruit de fond dû aux faux leptons. Elle montre aussi la distance angulaire ∆R(`, µ+µ − ) et la distance azimuthale ∆φ(`, µ+µ − ) entre le candidat J/ψ → µ +µ − et le lepton isolé. Les distributions sont plus ou moins plates, signifiant que, dans une large mesure, le candidat J/ψ → µ +µ − et le lepton isolé sont dos-à-dos, correspondant à un mauvais apariement. En effet, en sélectionnant un J/ψ produit par l’hadronisation d’un quark b et un lepton chargé issu de la désintégration semileptonique d’un boson W dans un événement tt¯, il y a statistiquement seulement 50% de chances que les deux soient originaires du même quark top.

Ceci correspond à la désintégration tt¯ → W−b¯ + (W+ → l + νl)(b → J/ψ + X) représentée dans la figure 6.2a. Cette combinaison d’un J/ψ et d’un lepton chargé est considérée comme un «bon appariement». Dans le cas de la désintégration tt¯ → (W− → l − νl)b¯ + W+ (b → J/ψ + X), représentée dans la figure 6.2b, le J/ψ et le lepton chargé ne sont pas originaires du même quark top et cette combinaison est un «mauvais apariement». Avec les critères définis pour la sélection finale, l’échantillon sélectionné contient 48% de bons appariements. La figure 6.3 montre les distributions, dans des événements tt¯, de la masse invariante m(` µ+µ − ), de la distance angulaire ∆R(`,µ +µ − ) et de la distance azimuthale ∆φ(`,µ +µ − ) entre le candidat J/ψ et le lepton isolé, en séparant les contributions des bons et mauvais appariements. 

 Le système lepton-µD 0

Dans le cas de l’analyse D 0 , on considère tout d’abord le système formé par ce méson et par le muon mou produit dans le même jet. Ce système est appellé µD 0 dans la suite. La figure 6.4 montre les distributions de la masse invariante m(` µD 0 ) et de l’impulsion transverse pT(` µD 0 ) du système formé par le candidat µD 0 et le lepton isolé, après toute la sélection, dans la gamme de masse invariante du D 0 de [1,74;1,98] GeV. Elle montre aussi les distributions de la distance angulaire ∆R(`,µD 0 ) et azimuthale ∆φ(`,µD 0 ) du candidat µD 0 et du lepton isolé.

Le lepton et le système µD 0 peuvent être dos-à-dos, ce qui signifie alors qu’ils ne sont pas originaires du même quark top. Comme déjà vu au chapitre précédent, les données sont mal reproduites par les prédictions issues de la simulation et des différents bruits de fond. Celles-ci sont globalement 20% plus importantes que les données. Des travaux sont en cours pour comprendre l’origine de ces différences.

Le système lepton-D ∗ (2010) +

La figure 6.5 montre les distributions de la masse invariante m(` D ∗ (2010) + ) et de l’impulsion transverse pT(` D ∗ (2010) + ) du système formé par le candidat D ∗ (2010) + et le lepton isolé, après toute la sélection, et dans la gamme de différence de masse ∆m = m(K −π +π + )−m(K −π + ) ∈ [0,14;1,52] GeV. Elle montre aussi les distributions de la distance angulaire ∆R(`,D ∗ (2010) + ) et azimuthale ∆φ(`,D ∗ (2010) + ) du candidat D ∗ (2010) + et du lepton isolé. Le lepton et le D ∗ (2010) + peuvent être dos-à-dos, ce qui signifie alors qu’ils ne sont pas originaires du même quark top. La distribution des données est bien reproduite par les prévisions issues de la simulation et des différents bruits de fond.