Критерии предварительного отбора

Для измерений в электронном канале были использованы данные с интегральной светимостью $91.9\pm 4.1\ pb^{-1}$, накопленные в течение Run I с триггером на наличие кластера электромагнитной (ЭМ) энергии в калориметре, адронной струи и незарегистрированной поперечной энергии $\mbox{$\not\!\!E_T$}$. Для событий, прошедших конечные критерии отбора, эффективность триггеров составляла 90-93% в зависимости от локализации ЭМ кластера в калориметре. В мюонном канале поиска интегральная светимость составила $88.0\pm 3.9\ pb^{-1}$; использовалось несколько триггеров, требующих наличие мюона, незарегистрированной поперечной энергии и адронной струи. Комбинированная эффективность этих триггеров составила 96-99% . Был отобран третий образец данных, использовавшийся для измерения фонов. Отбор происходил только с требованием наличия трех адронных струй. Каждый из трех образцов содержал примерно по миллиону событий.

Для определения того, относится ли ЭМ кластер к рождению электрона или нет, былa потребована его изолированность от другой активности в калориметре и использована функция правдоподобия от пяти переменных для отделения электрона от возможного фона. Комбинированная эффективность идентификации электрона была получена равной $\approx 60$% . При реконструкции струй использовался конусный алгоритм с радиусом $R=0.5$ Мюоны идентифицировались с помощью стандартных критериев [18] с требованием нахождения в центральной области спектрометра с $\vert\eta \vert<1.7$. Мюон назывался изолированным, если $\Delta R(\mu, jet)\ge 0.5$ для всех струй с $E_T>5$ ГэВ. Изолированный мюон должен иметь $P_T>20$ ГэВ, и предполагается, что он возникает от распада $W$. Тагирующий мюон должен иметь $\Delta R(\mu, jet)<0.5$ и $P_T>4$ ГэВ; предполагается, что он возникает от полулептонного распада $b$ кварка и идентифицирует адронную струю, идущую от $b$-кварка. Комбинированная эффективность идентификации изолированного мюона $\approx 44$%. Исходя из предположения, что в каждом событии рождается $W$-бозон, распадающийся по лептонной моде, было потребовано наличие незарегистрированной поперечной энергии $\mbox{$\not\!\!E_T$}$$>15$ ГэВ, как критерий рождения нейтрино.

При оценке ожидаемого вклада сигнальных процессов было использовано NLO сечение 1.1. На набранной светимости можно ожидать рождение 66 s-канальных и 153 t-канальных событий с рождением одиночного $t$-кварка. Ожидается, что 15 s-канальных и 35 t-канальных события прошли требования триггеров и были записаны для последующего анализа. В таблице 3.1 собраны критерии предварительного отбора событий после требований триггеров. В таблице 3.2 приведена эффективность предварительного отбора для сигнальных, фоновых процессов и данных. В связи с тем, что методом функций вероятности $\mu$-тагирования нельзя определить вклад процессов $Wjj$ на начальной стадии анализа, влияние критериев отбора на такие процессы исследовалось на МК образцах, приготовленных для $Wb\bar b$, $Wc\bar c$ (включая вклад $Wcs,Wss$), $Wjj$ ($j=u,d,g$) пакетом CompHEP [33] и для $WW,\ WZ$ пакетом [34]. Подробнее моделирование фоновых процессов было описано в предыдущих главах. Как было отмечено выше, для всех МК образцов было проведено полное моделирование отклика детектора и программ реконструкции.

Table 3.1: Критерии предварительного отбора событий в электронном и мюонном канале. ID критерии - критерии идентификации частицы. Первая струя (jet1) подразумевает струю с максимальным $P_T$.

Критерии предварительного отбора
				в основном обрезает
N	определение переменной	переменная	обрезание	фон
электронный и мюонный каналы
1	триггеры и фильтры			QCD
2	Мин. $E_T$ струи 1	$E_T({\rm jet1})$	$> 5$ ГэВ	QCD, $Wjj$
3	Мин. $E_T$ струи 2	$E_T({\rm jet2})$	$> 5$ ГэВ	QCD, $Wjj$
4	Макс. $\vert\eta\vert$ струи 1	$\vert\eta^{\rm det}({\rm jet1})\vert$	$< 4.0$	QCD
5	Макс. $\vert\eta\vert$ струи 2	$\vert\eta^{\rm det}({\rm jet2})\vert$	$< 4.0$	QCD
Только электронный канал
6	электрон ID критерии			струи, фотоны
7	Мин. $E_T$ электрона	$E_T(e)$	$> 20$ ГэВ	QCD
8	$\vert\eta\vert$ электрона	$\vert\eta^{\rm det}(e)\vert$	$< 1.1, 1.5$-2.5
Только мюонный канал
9	ID изолированного $\mu$			космика, ошибки
10	Мин. $p_T$ мюона	$p_T(\mu)$	$> 20$ ГэВ	QCD
11	$\vert\eta\vert$ мюона	$\vert\eta^{\rm det}(\mu)\vert$	$< 1.7$
Тагирующий мюон
12	ID тагирующего $\mu$			космика, ошибки
13	Мин. $p_T$ мюона	$p_T(\mu)$	$> 4$ ГэВ	QCD
14	$\vert\eta\vert$ мюона	$\vert\eta^{\rm det}(\mu)\vert$	$< 1.7$

Table 3.2: Относительное число событий, прошедших критерии предварительного отбора, в % по отношению к числу событий, прошедших критерии триггеров. Приведены числа до требования $\mu$-тагирвания $b$-струй и после.

Эффективность предварительного отбора
	Электронный канал		Мюонный канал
события	$\%$ после триггеров		$\%$ после триггеров
тип	до $\mu$-таг.	после $\mu$-таг.	до $\mu$-таг.	после $\mu$-таг.
сигнал
MK $tb$	$59\%$	$8.2\%$	$24\%$	$3.5\%$
MK $tqb$	$62\%$	$5.9\%$	$27\%$	$2.7\%$
фон
MK $t\bar{t}$	$71\%$	$13.5\%$	$28\%$	$5.6\%$
MK $Wb\bar{b}$	$50\%$	$4.7\%$	$24\%$	$2.2\%$
MK $Wc\bar{c}$	$55\%$	$1.2\%$	$29\%$	$0.5\%$
MK $Wjj$	$51\%$	$0.1\%$	$26\%$	$0.1\%$
MK $WW$	$62\%$	$1.1\%$	$20\%$	$0.4\%$
MK $WZ$	$61\%$	$2.2\%$	$20\%$	$0.7\%$
QCD	$79\%$	$0.4\%$	$2.7\%$	$0.1\%$
данные	$1\%$	$0.01\%$	$0.3\%$	$0.01\%$

Требования предварительного отбора вместе с требованием $\mu$-тагирования уменьшают образец данных с миллиона событий для каждого канала, до 116 событий в $e$+jets/$\mu$ и 110 событий в $\mu$+jets/$\mu$. Акцептанс сигнальных событий после такого отбора составляет 0.2-0.3% в каждом канале, следовательно можно ожидать $\approx1$ $\mu$-тагированное событие, в сумме по двум каналам распада и двум процессам рождения одиночного топ-кварка. Столь низкое число ожидаемых событий является следствием низкой эффективности $\mu$-тагирования для сигнальных событий, составляющей всего 6-11%. Без этого требования фоновые процессы настолько превышают вклад сигнала, что становится невозможным его выделение классическими методами.