Figura 5.1: Distribuição do vértice na direção do feixe para uma amostra de eventos. As linhas vermelhas mostram o corte aplicado na seleção de eventos.
5.2
Características e seleção das trajetórias
É necessário impor alguns critérios de qualidade nas trajetórias utilizadas na análise de dados, garantindo que elas tenham sido corretamente reconstruídas. Além disso, é importante que a simulação utilizada para o cálculo da eficiência descreva bem os dados. Portanto, isso também é levado em conta no momento em que os eventos e trajetórias são selecionados.
5.2.1
Critérios de qualidade para a seleção das trajetórias
No intuito de selecionar trajetórias bem definidas, descartaram-se aquelas que apresenta- ram um número reduzido de pontos no TPC (chamados de clusters). Outro critério importante nessa seleção foi minimizar possíveis efeitos sistemáticos causados por esse cortes. Para isso, evitou-se a utilização de valores para o corte próximos às regiões que apresentam grande vari- ação no número de trajetórias. A figura 5.2(a) mostra a distribuição do número de clusters do TPC para os dados utilizados nesta análise. Como pode ser observado, o número médio de pontos em uma trajetória está próximo a 140. Por conseguinte, trajetórias com um número de pontos muito menor podem apresentar problemas. Além disso, é interessante que o corte aplicado fique distante da região próxima a 110, em virtude da variação abrupta do número de trajetórias, fato que poderia trazer inoportunos efeitos sistemáticos. Portanto, o corte escolhido
foi 85. Número de Clusters no TPC 90 100 110 120 130 140 150 Entradas 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 6 10 ×
Distribuição de Número de Clusters do TPC
= 7 TeV s Colisões p-p,
Dados, EMCal trigger
Distribuição de Número de Clusters do TPC
(a) Distribuição do número de clusters do TPC
/nCls 2 χ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Entradas 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 /nCls do TPC 2 χ Distribuição de = 7 TeV s Colisões p-p,
Dados, EMCal trigger
/nCls do TPC
2
χ
Distribuição de
(b) Distribuição de χ2/nCls do TPC
Figura 5.2:(a) é a distribuição do número de clusters utilizados na reconstrução de trajetórias no TPC. Há um corte em Nclus=85 neste gráfico. (b) é a distribuição de χ2/nCls utilizados na
reconstrução de trajetórias no TPC. O gráfico apresenta a distribuição até χ2/nCls = 10.
Uma segunda seleção utilizada foi o χ2/nCls do TPC. Foram selecionadas trajetórias com
χ2/nCls < 4. Estatisticamente, não se espera obter trajetórias bem reconstruídas com χ2/nCls maior do que esse valor. A distribuição do χ2/nCls possui um pico próximo a 2 porque existe a
contribuição do ajuste do filtro de Kalman (seção 3.3.2) em duas variáveis independentes, uma correspondendo ao eixo-z e outra à direção transversal. Esse valor apresentado corresponde à soma dessas duas contribuições.
Além dos cortes apresentados até aqui, cabe ressaltar que foi exigido que a trajetória de- positasse sinal em pelo menos uma das duas camadas mais internas do ITS (detector pixelado SPD), com a finalidade de reduzir o número de elétrons provenientes de conversão (γ → e−e+).
Além disso, a análise da fração de J/ψ orindos de Bs (seção 4.5) também necessita que haja essa seleção no SPD, para que o vértice secundário (vértice de decaimento) seja obtido com uma resolução adequada.
5.2.2
Cinemática e Cobertura angular
Alguns cortes cinemáticos e de cobertura angular foram aplicados às trajetórias e ao par do J/ψ:
5.2 Características e seleção das trajetórias 101 • Pelo menos uma das trajetórias deveria ter E > 4 GeV/c para estar próxima do limiar do
trigger (E ≈ 5 GeV);
• As trajetórias deveriam estar na cobertura angular do TPC, ou seja, −0, 9 < η < 0, 9; • As trajetórias deveriam estar contidas no intervalo 0 < φ < 4, em virtude de deformações
observadas na medida de dE/dx no TPC (como desmonstrado na seção 5.2.3);
5.2.3
Seleção de elétrons – PID
No que concerne à identificação de partículas no TPC, o primeiro critério adotado foi evitar a utilização de trajetórias contidas na região oposta ao EMCal (φ > 4), em virtude de defor- mações na medida de dE/dx oriundas de um setor defeituoso do TPC. A figura 5.3 ilustra a região problemática em φ. Mesmo que talvez seja possível parametrizar o dE/dx de elétrons dessa região, não é adequado incluir tais trajetórias na análise, mesmo porque traria muitas di- ficuldades para a correção do espectro do J/ψ. Na seção 5.5, estudos sobre efeitos sistemáticos oriundos da escolha de φ da trajetória são apresentados.
#tracks 1 10 2 10 3 10 [rad] φ 0 1 2 3 4 5 6 d E /d x d o T P C ( u .a .) 30 40 50 60 70 80 90 100 φ Distribuição de dE/dx do TPC x φ Distribuição de dE/dx do TPC x
Figura 5.3:Distribuição do dE/dx do TPC como função do φ da trajetória. As linhas serrilha- das delimitam uma região onde a medida de dE/dx está prejudicada.
A distribuição de NσT P C
ele oriunda dos dados utilizados nesta análise pode ser vista na figura
5.4. A região selecionada para a análise de dados está indicada com as linhas vermelhas serri- lhadas. Observa-se que há bastante contaminação de píons na intersecção entre as duas bandas,
principalmente para NσT P C
ele em torno de -2,5. Cortes menos restritivos, que aceitem NσeleT P C<
-2,25 ou -2,5, trazem muita contaminação de píons para o espectro, principalmente para p > 5 GeV/c. #tracks 1 10 2 10 Trajetória P (GeV/c) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ele TPC σ N -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 x Momento da Trajetória ele TPC σ
NσeleTPC x Momento da Trajetória N
Figura 5.4: Distribuição do NσeleT P C para os dados utilizados na análise de J/ψ. As linhas serrilhadas representam o corte aplicado às trajetórias.
A figura 5.5 mostra a distribuição de NσEM Cal
ele para candidatos a elétrons do TPC (com
N σT P C
ele > 0), para diferentes intervalos de pT. Como pode ser observado, essa distribuição está
bem determinada para os diversos intervalos de momento.
A figura 5.6(a) mostra a distribuição do dE/dx do TPC em função de NσEM Cal
ele . Pode-se
perceber que a região de elétrons ficou bem acentuada, como indicado pela região delimitada pelas linhas serrilhadas. A figura 5.6(b) mostra a distribuição de NσT P C
ele em função do mo-
mento, após uma seleção com o EMCal aplicado às trajetórias (−2, 5 < nσEM Cal < 3, 5).
Nota-se que é possível se obter uma amostra mais pura de elétrons quando ambas as seleções são utilizadas. As linhas serrilhadas apontam a seleção utilizada na análise de dados, ou seja, -2,25 < NσT P C
ele < 3,5, a qual se torna bem distinguível da faixa de píons, como essa seleção
combinada.
Na análise de dados, garantiu-se que pelo menos uma das candidatas a filha do J/ψ tivesse -2,5 < NσEM Cal
ele < 3,5 e energia no EMCal maior do que 4 GeV/c. Em ambas as trajetórias,
aplicou-se um corte de -2,25 < NσT P C
5.3 Extração do Sinal 103