CDF Run II 実験
現状報告１
近畿大学 理工学部
加藤幸弘
For the CDF Collaboration
March 29, 2003

日本物理学会 第58回年次大会

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Contents• Outline of Tevatron status and
CDF Run II experiment• Status of Electroweak physics• Status of QCD physics• Status of Beyond SM physics• SummaryMarch 29, 2003

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Tevatron Upgrade
Main Injector
・反陽子生成率の向上
・ビーム強度の増加

Recycler ring
・反陽子の再利用
・今夏に稼動開始予定

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CDF Upgrade

SVX+ISL+Layer00
・3-D reconstruction・extend to |η| = 2COT
 Plug EM/HAD・gas → scintillator tiles
TOF・new installed

Muon system
・extend to |η| = 1.5

March 29, 2003

Trigger system

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4Status of Run II experiment
Tevatron operations started in March 2001
・ Collides 36×36 protons
and pbars @ 980 GeV
・ Luminosity goals for Run IIa:
5-8×1031 cm-2sec-1 w/o Recycler
2×1032 cm-2sec-1 with Recycler
・ Achieved by Mar.2003
4.1×1031 cm-2sec-1 in Mar. 2003
180pb-1 delivered
140pb-1 are on tape
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Electroweak Physics• Cross section measurement• Forward-Backward asymmetry• Diboson processMarch 29, 2003

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σ・BR（W→eνe）
Event selection
・One isolated central electronwith ET > 25GeV & PT> 10GeV/c・Missing ET > 25 GeV

38628 candidates in 〜72 pb-1
Backgrounds – 6.4% by QCD

σ・BR（W→eνe）＝2.64±0.01stat±0.09sys±0.16lum nb
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σ・BR（W→μνμ）
Event selection
・One isolated central μwith PT > 20 GeV/c・Missing ET > 20 GeV・Remove cosmic contamination

21599 candidates in 〜72 pb-1
Backgrounds – 11% by Z0→μμσ・BR（W→μνμ）=2.64±0.02stat±0.12sys±0.16lum nb
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σ・BR（W→τντ）
Event Selection
・One isolated central τ withET > 25GeV・Missing ET> 25 GeV・electron removal

2345 candidates in 〜72 pb-1
Backgrounds – 26% by QCD &W→eνσ・BR（W→τντ）=2.62±0.07stat±0.21sys±0.16lum nb
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σ・BR（Z0→e＋eー）
Event Selection
・Two isolated central electrons
with ET>25GeV & PT>10GeV/c

1830 candidates in 〜72pb-1
Backgrounds – 0.5% by
QCD Dijet events

σ・BR（Z0→e+e-） = 267.0±6.3stat±15.2sys±16.0lum pb
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0＋ーσ・BR（Z →μ μ ）Event Selection
・One isolated central μ + one
isolated μ with PT > 20GeV/c・Remove cosmic contamination

1632 candidates in 〜72 pb-1
Backgrounds – 0.83% by cosmic

σ・BR（Z0→μ＋μ‐） = 246±6stat±12sys±15lum pb
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Results of σW and σZσ(pp → W)Γ(Z)Γ(W → lν)Rl =σ(pp → Z)Γ(W) Γ(Z → ll )N W ε Z AZ=N Z ε W AW

Rμ=σ（W→μν）/σ（Z→μμ）= 10.69±0.27stat±0.33sys
Re=σ（W→eν）/σ（Z→ee）= 9.88±0.24stat±0.47sys
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W widthσ(pp → W) Γ(W → lν) Γ(Z)Γ(W) =σ(pp → Z)Γ(Z → ll ) Rl
Electron : Γ（W）= 2.29±0.06stat±0.10sys GeV
Muon:

Γ（W）= 2.11±0.05stat±0.07sys GeV
Γ（W）＝ 2.118±0.042 GeV (PDG fit)Γ(Z → ee)Γ(W → eν ) = 226.4 ± 0.3 MeV (PDG)= 3.3632 ± 0.0042 % (PDG)
Γ(Z)σ(p p → W)
= 3.39 ± 0.03 (hep - ph/0211080 )σ(p p → Z)
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AFB0＋ーwith Z →e e

Forward-Backward
charge asymmetrydσ (q q → Z / γ → l+l− )d cos θ= A ( 1 + cos 2 θ ) + B cos θ・Direct probe V,A・Constrains the propertiesof new heavy neutral
gauge bosons
AFB ==NF − NB
NF + NBσ ( cos θ > 0 ) − σ ( cos θ < 0 ) 3 B=σ ( cos θ > 0 ) + σ ( cos θ < 0 ) 8 A

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＋ーW W→ llνν

Event Selection
・Two isolated high PT central eor μ with opposite charge
・Missing Et > 25 GeV
・Z veto (76<Mll<106 GeV/c2)
・Jet vetoSourceee

μμeμllBackgrounds

0.29±0.13 0.46±0.18 0.77±0.60 1.52±0.64

WW→llνν

0.54±0.12 0.65±0.14 1.55±0.34 2.74±0.59

Data
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QCD Physics• Inclusive jet cross section• Dijet mass
• Study of jet shapes and E-flows in inclusive dijetproduction• Diffractive dijet production

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Inclusive jet cross section
Jet ET Spectrum

Use cone algorithm (cone = 0.7)
z Missing ET significance cut( ETmissing ／√(ΣET) )z Etot < 2000GeVz Different ET triggers
z Use data when trigger is 99% efficientz

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Inclusive jet cross section
Systematic uncertainties

Run II data extends Run I
results by 〜 150 GeVMarch 29, 2003

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Largest uncertainty→ energy scale (〜5%)18Inclusive jet cross section
Fit to cross section

Best fit to central jet cross section provide by CTEQ6.1 PDF
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19Dijet mass
Dijet event selection
Two highest ET jets
within |η| < 2.0 |cosθ*| < 2/3(cosθ* = tanh([η1 -η2]/2))
Larger dijet mass events than Run I
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Dijet mass
Dijet mass distribution
from Run II has a higher
cross section than Run I
Ratio agrees with theory
to 〜 10% in rate,(〜 2% in Energy scale)

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Dijet mass
ー Search for new particles decaying dijets −Set 95% C.L upper limits
on cross section
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22Beyond SM physics• Search for LeptoQuarks• Search high mass dilepton events• Search for high-ET di-photon events• Charged massive particles• Search for doubly-charged Higgs

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Search for Leptoquarks
・Leptoquarks(LQ) generally
pair produced and to decay
into a lepton and a quark of
the same generation
・β=Br(LQ→lq) is model
dependent

Search for (LQ)(LQ)→(ej)(ej)(Assuming β=1)

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Search for LeptoQuarks
in the eejj channel
Event Selection
・Two central ewith ET>25GeV・Two jets with ETj1>30GeV,
ETj2>15GeV・Removal Z→ee
(76<Mee<106 GeV/c2)
・ΣET（ei) > 85 GeV・ΣET(ji) > 85GeV
・Σ(ET(ei)+ET(ji)) > 200 GeV

0 event in 〜72pb-1

MLQ < 230 GeV/c2 excluded @95% C.L
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High mass dilepton events
Search for new particle productions in high mass dilepton events
New neutral gauge boson Z´various extensions of theSM parameter M(Z’)

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Randall–Sundrum Graviton G(ExtraDimensions)・ Excited graviton 5-dimensions andspin-2 bosons
・ Free parameters: MG and k/Mplank

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High mass dilepton eventsー Drell-Yan production spectrum ー- dielectron -- dimuon -Data consistent with SM background
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High mass dilepton events
ー Limits on Z´ ー- dielectron -Run I : MZ´ > 575 GeV/c2

Run I : MZ´ > 640 GeV/c2
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- dimuon -日本物理学会 第58回年次大会

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High mass dilepton events
ー Limits on Randall-Sundrum Graviton ー- dielectron -March 29, 2003

- dimuon -日本物理学会 第58回年次大会29

Summary• CDF Run II 実験は、２００１年３月より始まり順調に稼動して、２００３年３月までに約140pb-1のデータを取得した。
• 今夏には、〜 200pb-1のデータを用いた新しい結果を発表する予定。

乞うご期待！！
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