Application de la méthode d'analyse discriminante à la reconnaissance des jets et de la nature des partons dans les réactions e+ e- → hadrons

Abstract

Les jets produits dans l’annihilation e+e- proviennent de la fragmentation de partons de natures diverses : les six saveurs de quarks (u, d, s, c, b et l’hypothétique quark Top), ainsi que le gluon. Ils forment, suivant le processus leur donnant naissance ( e+e- → qq̅̅̅̅, qq̅q, qq̅qq, qq̅qq̅ …) des événements à 2, 3, 4 … jets. Ces derniers se caractérisent par certaines variables cinématiques : Sphéricité, Thrust, Aplanarité, … pour les événements ou encore ”l’ouverture”, l’impulsion transverse, la charge, la particule la plus rapide ou la direction d’émission, lorsqu’il s’agit des jets. L’identification ou la reconnaissance de cette variété d’événements ou de jets, par ces variables prises une à une s’avère en général insuffisante. La méthode d’Analyse discriminante, utilisée ici, permet de corréler le maximum de variables disponibles, et de rechercher des axes ou fonctions discriminantes, sur lesquelles les classes d’événements ou de jets se différencient le mieux. L’application de cette méthode aux produits de la réaction e+e- → hardons, permet avec une très bonne efficacité. • d’identifier les événements à quark Top, • de déterminer le nombre de jets dans le cas d’événements à quark u, d, s, c ou b, • de distinguer entre les jets de quarks et les jets de gluon, • de reconnaître la saveur lorsqu’il s’agit des jets de quarks, et ce par différentes considérations. L’analyse est effectuée à haute énergie (LEP), et est basée sur la simulation du Monte Carlo de Lund, avec pour les deux premiers points, la prise en considérations des contraintes liées à l’appareillage de détection ”ALEPH”. Les fonctions discriminantes obtenues fournissent une excellente séparation des différents processus (dans la plupart des cas) et elles peuvent être utilisées pour des données réelles (LEP…) La méthode, quant à elle, peut être appliquée à la discrimination entre les processus connus dans d’autres réactions, pp̅ ou ep…