ALEPH

******** ALEPH - Breve Relazione Consuntiva 1998 ************
ALEPH : presa dati 1998
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Nel 1998 LEP ha raggiunto una energia nel centro di massa di 189 GeV producendo
una considerevole luminosita' integrata, di gran lunga la maggiore non solo per
la fase due, ma in assoluto nei dieci anni di funzionamento della macchina. A
questa energia Aleph ha raccolto circa 179 pb-1 con una efficienza globale del
93%, la piu' alta tra gli esperimenti LEP. Questo ha permesso di compensare una
moderata asimmetria in luminosita’ della macchina che ha visto i punti di
interazione 4 e 8 ricevere circa il 10% di luminosita’ in meno delle altre due
zone. Per quanto riguarda il 7% di inefficienza di Aleph solo il 2% e’ relativo
a problemi dei rivelatori e l’1% a problemi della DAQ, il resto va diviso tra la
naturale inefficienza di trigger dead time (3%) e problemi generali di criogenia
al punto di interazione 4 (1%). La statistica raccolta nel 1998 permettera’ la
misura della massa del W con un errore statistico di 80 MeV, la misura degli
accoppiamenti trilineari dei bosoni di gauge con precisioni assai interessanti
e una notevole estensione della regione esplorata per la ricerca del bosone di
Higgs e di nuova fisica.
I Sottorivelatori di responsabilita' dei gruppi italiani si sono ben comportati.
L’unico problema di qualche importanza che ha influenzato il rivelatore di
vertice al silicio con lettura su doppia faccia (VDET, sezioni di Bari, Firenze
e Pisa) e’ stata la perdita del 2% circa del readout sul lato Z, dovuta ad un
connettore difettoso e inaccessibile in condizioni di running. Questo difetto e’
stato recentemente riparato. Durante il 1998 e’ stato fatto uno sforzo notevole
per migliorare la qualita’ e l’affidabilita’ dell’allineamento dei rivelatori di
tracciatura nelle difficili condizioni dovute al basso rate di LEP II. Uno
strumento che ha dato ottimi risultati sono risultati essere i 48 laser di
monitoring di posizione delle facce del VDET, i cui dati sono analizzati dal
gruppo italiano. Questi hanno permesso di studiare in dettaglio i movimenti del
rivelatore durante la presa dati ed hanno evidenziato una rotazione dello stesso
a lungo termine, che risulta essere di circa 70 microradianti su 150 giorni.
Questa e’ altre informazioni hanno permesso di ottenere un allineamento
estremamente buono e in accordo con le specifiche di progetto. In particolare la
risoluzione spaziale e’ risultata essre di 8 micron nella vista r-phi e di 10
micron nella vista z, e l'efficienza di associazione
di hit a tracce
estrapolate al VDET e' stata maggiore del 97%.
Per quanto riguarda il calorimetro adronico (HCAL) e le camere dei mu (MUON) di
completa responsabilita' italiana
(sezioni di Bari e di Pisa, Laboratori
Nazionali di Frascati) la presa dati e' trascorsa in maniera uniforme e con alta
efficienza. La stabilita' della risposta in energia del calorimetro adronico
e' stata mantenuta attorno all'1% , come da progetto, sfruttando i mu prodotti
da eventi gamma-gamma. L'efficienza di identificazione di mu isolati e'
risultata paragonabile agli anni passati, cioe' di circa il 90% includendo
l'accettanza geometrica.
Nel corso del 1998 i gruppi italiani hanno anche contribuito al mantenimento
degli slow control del luminometro SICAL ed al controllo della qualita' dei dati
della TPC.
Analisi dei dati
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I fisici di ALEPH che afferiscono alle sezioni INFN, in particolare dottoranti,
postdoc e giovani ricercatori svolgono un ruolo di primo piano nelle analisi di
fisica di ALEPH. Questo e’ dimostrato dal fatto che circa tredici articoli
pubblicati o in via di pubblicazione su riviste internazionali contengono
risultati di fisica prodotti dai gruppi italiani. Il ruolo svolto dai
ricercatori italiani nella analisi dei dati di ALEPH si riflette nelle
responsabilita' di tipo organizzativo che sono spesso loro affidate. Attualmente
il coordinamento della fisica del W, della ricerca di Supersimmetria, della
fisica elettrodebole alla Z e della fisica degli heavy flavour sono di
responsabilita’ italiana.
Durante il 1998 le analisi svolte da italiani hanno riguardato diversi aspetti
del programma di ricerca a LEP 2 e a LEP 1. Per quanto riguarda la fisica a
LEP 2 lo sforzo italiano si e’ sviluppato su due fronti, il primo relativo alla
misura della sezione d’urto e della massa del W ed il secondo riguardante la
ricerca di nuova fisica, in particolare di supersimmetria.
L’articolo di Aleph relativo alla misura della massa del W a 183 GeV, in via di
pubblicazione, presenta una misura della massa con un errore statistico di 128
MeV ed un errore sistematico di 53 MeV. Come gia’ anticipato l’inclusione dei
dati a 189 GeV permettera’ una notevole diminuzione dell’errore statistico che
si prevede passi a 80 MeV ed un migliore studio dei sistematici. La media delle
misure del 4 esperimenti LEP consentira' quindi un notevole progresso nella
conoscenza di questo importante parametro gia' con i dati raccolti quest'anno a
condizione che i sistematici siano tenuti sotto adeguato controllo. A questo
proposito il 1998 ha assistito ad un notevole sforzo di miglioramento della
simulazione Monte Carlo del calorimetro adronico, di responsabilita’ italiana,
che portera’ ad una migliore descrizione dei jet , fonte di un importante
effetto sistematico.
Un’altra attivita’ legata al miglioramento della misura
della massa del W riguarda lo studio ed il miglioramento dei fit cinematici. Di
responsabilita’ italiana e’ anche la selezione di eventi semileptonici e
leptonici, e la conseguente misura della sezione d’urto di produzione di coppie
di W.
L'attivita' di ricerca di particelle supersimmetriche e’ stata diretta allo
studio degli stati finali da produzione di squarks, degli
stati finali con
piccola energia visibile da chargini e stau, all’analisi di stati finali tipici
di modelli Gauge Mediated Symmetry Breaking (sleptoni stabili, stati finali con
4 leptoni). Sono stati studiati alcuni aspetti della fisica dell'Higgs, quali i
decadimenti dell'Higgs neutro piu' leggero in stati finali invisibili, e i
decadimenti in canali adronici dell'Higgs carico.
Il notevole aumento della energia nel centro di massa ha permesso il superamento
della soglia di produzione di coppie ZZ e la conseguenze necessita' di
utilizzare il b-tagging per la ricerca del bosone di Higgs. Attualmente ALEPH e'
in grado di riconoscere un jet contenente un quark b con una efficienza dell'80%
e con una purezza superiore al 90%. Lo sviluppo di questo strumento ha permesso
di estendere la zona di esclusione per il bosone di Higgs nel modello standard
fino a masse di 95 GeV (95% C.L.) e di incrementare notevolmente lo spazio dei
parametri esplorato nel modello supersimmetrico minimale, come indicano i
risultati preliminari ottenuti dai dati a 189 GeV. L'incremento tipico delle
zone di esclusione rispetto alle analisi finali di LEP I e' di 25 GeV, a questo
notevole miglioramento, destinato a crescere, hanno notevolmente contribuito i
gruppi italiani sia con lo sviluppo e adattamento del programma di ricostruzione
delle tracce che con il programma finale di analisi.
Per quanto riguarda l’analisi dei dati raccolti a LEP 1 nel 1998 si sono
ultimate le misure dei parametri elettrodeboli e sono state pubblicate
importanti misure nel settore del charm riguardanti il rate di produzione e
l’asimmetria avanti indietro. Interamente italiana e’ stata la prima misura del
tasso di gluon splitting in b bbar, recentemente pubblicata.
Un capitolo particolare riguarda il reprocessing globale dei dati alla Z
completato nella prima parte del 1998. Questa nuova ricostruzione degli eventi
e’ stata fatta con un programma di tracciatura notevolmente migliorato. Il
risultato e’ molto promettente, in special modo per quanto riguarda i canali
esclusivi nei decadimenti degli heavy flavours, dove sono stati ottenuti
incrementi del segnale anche del 50% . Le prime analisi ottenute riguardano la
misura della vita media dei mesoni B+ e B0 e la produzione di coppie di Ds in
decadimenti del mesone Bs, entrambe effettuate da membri dei gruppi INFN. Al
reprocessing globale dei dati e’ seguita, e sta seguendo tutt’ora, una intensa
attivita’ di produzione di eventi di Monte Carlo in cui gli italiani sono
particolarmente coinvolti, sia dal punto di vista della preparazione, che del
coordinamento, che della produzione.
L'analisi dei dati da parte dei gruppi italiani si svolge sfruttando sia
strumenti di calcolo al cern che nelle sezioni e laboratori;
lo strumento
principale in Italia e' il cluster DANTE costituito da 8 stazioni UNIX, da un
robot che permette la gestione di 48 cassette DLT da 20 Gb, da un robot per
dischi ottici da 114 Gb e da circa 100 Gb di disco SCSI. Il cluster DANTE si
trova presso la sezione di Pisa e viene acceduto regolarmente dai vari utenti
presso le sezioni e laboratori italiani.