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Title: A new calibration method for charm jet identification validated with proton-proton collision events at √s = 13 TeV
Abstract Many measurements at the LHC require efficient identification of heavy-flavour jets, i.e. jets originating from bottom (b) or charm (c) quarks. An overview of the algorithms used to identify c jets is described and a novel method to calibrate them is presented. This new method adjusts the entire distributions of the outputs obtained when the algorithms are applied to jets of different flavours. It is based on an iterative approach exploiting three distinct control regions that are enriched with either b jets, c jets, or light-flavour and gluon jets. Results are presented in the form of correction factors evaluated using proton-proton collision data with an integrated luminosity of 41.5 fb -1 at  √s = 13 TeV, collected by the CMS experiment in 2017. The closure of the method is tested by applying the measured correction factors on simulated data sets and checking the agreement between the adjusted simulation and collision data. Furthermore, a validation is performed by testing the method on pseudodata, which emulate various mismodelling conditions. The calibrated results enable the use of the full distributions of heavy-flavour identification algorithm outputs, e.g. as inputs to machine-learning models. Thus, they are expected to increase the sensitivity of future physics analyses.  more » « less
Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10374234
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of Instrumentation
Volume:
17
Issue:
03
ISSN:
1748-0221
Page Range / eLocation ID:
P03014
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
    Abstract The identification of prompt and isolated muons, as well as muons from heavy-flavour hadron decays, is an important task. We developed two multivariate techniques to provide highly efficient identification for muons with transverse momentum greater than 10 GeV. One provides a continuous variable as an alternative to a cut-based identification selection and offers a better discrimination power against misidentified muons. The other one selects prompt and isolated muons by using isolation requirements to reduce the contamination from nonprompt muons arising in heavy-flavour hadron decays. Both algorithms are developed using 59.7 fb-1of proton-proton collisions data at a centre-of-mass energy of √(s)=13 TeV collected in 2018 with the CMS experiment at the CERN LHC. 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    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. 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    null (Ed.)
    Abstract A search for the pair production of heavy leptons as predicted by the type-III seesaw mechanism is presented. The search uses proton–proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to $$ 139\,{\text {fb}}^{-1} $$ 139 fb - 1 of integrated luminosity recorded by the ATLAS detector during Run 2 of the Large Hadron Collider. The analysis focuses on the final state with two light leptons (electrons or muons) of different flavour and charge combinations, with at least two jets and large missing transverse momentum. No significant excess over the Standard Model expectation is observed. The results are translated into exclusion limits on heavy-lepton masses, and the observed lower limit on the mass of the type-III seesaw heavy leptons is 790 GeV at 95% confidence level. 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> A search for charged-lepton flavour violation (CLFV) in top quark (t) production and decay is presented. The search uses proton-proton collision data corresponding to 138 fb−1collected with the CMS experiment at$$\sqrt{s}={13}$$TeV. The signal consists of the production of a single top quark via a CLFV interaction or top quark pair production followed by a CLFV decay. The analysis selects events containing a hadronically decayingτlepton and a muon of opposite electric charge, as well as at least three jets, one of which is identified as originating from the fragmentation of a bottom quark. Machine learning classification techniques are used to distinguish signal from standard model background events. The results of this search are consistent with the standard model expectations. The upper limits at 95% confidence level on the branching fraction$$\mathcal{B}$$for CLFV top quark decays to a muon, aτlepton, and an up or a charm quark are set at$$\mathcal{B}\left({\text{t}}\to \mu \tau {\text{u}}\right)$$< (0.04, 0.08, and 0.12) × 10−6, and$$\mathcal{B}\left({\text{t}}\to \mu \tau {\text{c}}\right)$$< (0.81, 1.71, and 2.05) × 10−6for scalar, vector, and tensor-like operators, respectively. 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> A search for new physics in final states consisting of at least one photon, multiple jets, and large missing transverse momentum is presented, using proton-proton collision events at a center-of-mass energy of 13 TeV. The data correspond to an integrated luminosity of 137 fb−1, recorded by the CMS experiment at the CERN LHC from 2016 to 2018. The events are divided into mutually exclusive bins characterized by the missing transverse momentum, the number of jets, the number of b-tagged jets, and jets consistent with the presence of hadronically decaying W, Z, or Higgs bosons. The observed data are found to be consistent with the prediction from standard model processes. The results are interpreted in the context of simplified models of pair production of supersymmetric particles via strong and electroweak interactions. Depending on the details of the signal models, gluinos and squarks of masses up to 2.35 and 1.43 TeV, respectively, and electroweakinos of masses up to 1.23 TeV are excluded at 95% confidence level. 
    more » « less
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