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Title: Identification of charm jets at LHCb
Abstract The identification of charm jets is achieved at LHCb for data collected in 2015–2018 using a method based on the properties of displaced vertices reconstructed and matched with jets. The performance of this method is determined using a dijet calibration dataset recorded by the LHCb detector and selected such that the jets are unbiased in quantities used in the tagging algorithm. The charm-tagging efficiency is reported as a function of the transverse momentum of the jet. The measured efficiencies are compared to those obtained from simulation and found to be in good agreement.
Authors:
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Award ID(s):
1803004 1912836
Publication Date:
NSF-PAR ID:
10343875
Journal Name:
Journal of Instrumentation
Volume:
17
Issue:
02
Page Range or eLocation-ID:
P02028
ISSN:
1748-0221
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract Jet classification is an important ingredient in measurements and searches for new physics at particle colliders, and secondary vertex reconstruction is a key intermediate step in building powerful jet classifiers. We use a neural network to perform vertex finding inside jets in order to improve the classification performance, with a focus on separation of bottom vs. charm flavor tagging. We implement a novel, universal set-to-graph model, which takes into account information from all tracks in a jet to determine if pairs of tracks originated from a common vertex. We explore different performance metrics and find our method to outperform traditional approaches in accurate secondary vertex reconstruction. We also find that improved vertex finding leads to a significant improvement in jet classification performance.
  2. A bstract A combination of measurements sensitive to the CP violation angle γ of the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa unitarity triangle and to the charm mixing parameters that describe oscillations between D 0 and $$ \overline{D} $$ D ¯ 0 mesons is performed. Results from the charm and beauty sectors, based on data collected with the LHCb detector at CERN’s Large Hadron Collider, are combined for the first time. This method provides an improvement on the precision of the charm mixing parameter y by a factor of two with respect to the current world average. The charm mixing parameters are determined to be $$ x=\left({0.400}_{-0.053}^{+0.052}\right)\% $$ x = 0.400 − 0.053 + 0.052 % and y = $$ \left({0.630}_{-0.030}^{+0.033}\right)\% $$ 0.630 − 0.030 + 0.033 % . The angle γ is found to be γ = $$ \left({65.4}_{-4.2}^{+3.8}\right){}^{\circ} $$ 65.4 − 4.2 + 3.8 ° and is the most precise determination from a single experiment.
  3. A bstract A search for standard model Higgs bosons (H) produced with transverse momentum ( p T ) greater than 450 GeV and decaying to bottom quark-antiquark pairs ( $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ b b ¯ ) is performed using proton-proton collision data collected by the CMS experiment at the LHC at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 137 fb − 1 . The search is inclusive in the Higgs boson production mode. Highly Lorentz-boosted Higgs bosons decaying to $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ b b ¯ are reconstructed as single large-radius jets, and are identified using jet substructure and a dedicated b tagging technique based on a deep neural network. The method is validated with Z → $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ b b ¯ decays. For a Higgs boson mass of 125 GeV, an excess of events above the background assuming no Higgs boson production is observed with a local significance of 2.5 standard deviations ( σ ), while the expectation is 0.7. The corresponding signal strength and local significance with respect to the standard model expectation are μ H = 3 . 7 ± 1 . 2(stat) $$ {}_{-0.7}^{+0.8} $$ − 0.7more »+ 0.8 (syst) $$ {}_{-0.5}^{+0.8} $$ − 0.5 + 0.8 (theo) and 1 . 9 σ . Additionally, an unfolded differential cross section as a function of Higgs boson p T for the gluon fusion production mode is presented, assuming the other production modes occur at the expected rates.« less
  4. Our 2003 “Cicerone” had discussed charm dynamics with different directions and levels. 1 Here we focus on two items, where the “landscape” has changed sizably. (a) The lifetimes and semileptonic decays of charm hadrons show the impact of nonperturbative QCD and to which degree one can apply heavy quark expansion (HQE) for charm hadrons. It is more complex as we have learnt from 2019/20 data. (b) CP asymmetry has been established in 2019: 2 [Formula: see text] is quite an achievement by the LHCb collaboration! Our community is at the beginning of a long travel for fundamental dynamics. Can the SM account for these? We discuss the assumptions that were made up to 2018 data and new conclusions from 2019/20 ones. We need more data; however, one has to discuss correlations between different transitions. We give an Appendix, what we have learnt for large CP asymmetry in [Formula: see text].
  5. Abstract Several improvements to the ATLAS triggers used to identify jets containing b -hadrons ( b -jets) were implemented for data-taking during Run 2 of the Large Hadron Collider from 2016 to 2018. These changes include reconfiguring the b -jet trigger software to improve primary-vertex finding and allow more stable running in conditions with high pile-up, and the implementation of the functionality needed to run sophisticated taggers used by the offline reconstruction in an online environment. These improvements yielded an order of magnitude better light-flavour jet rejection for the same b -jet identification efficiency compared to the performance in Run 1 (2011–2012). The efficiency to identify b -jets in the trigger, and the conditional efficiency for b -jets that satisfy offline b -tagging requirements to pass the trigger are also measured. Correction factors are derived to calibrate the b -tagging efficiency in simulation to match that observed in data. The associated systematic uncertainties are substantially smaller than in previous measurements. In addition, b -jet triggers were operated for the first time during heavy-ion data-taking, using dedicated triggers that were developed to identify semileptonic b -hadron decays by selecting events with geometrically overlapping muons and jets.