Come sottolineato in precedenza, quest'indagine impegna tutte le caratteristiche del rivelatore. Sara' dunque necessario lavorare in stretta collaborazione con i gruppi di lavoro responsabili in CMS per lo sviluppo e il controllo degli strumenti di analisi di alto livello (Particle Flow, b-Tagging, identificazione di elettroni di alto pT, etc.). L'attivita' dell'assegnista sara' focalizzata sulle esigenze generali di questo studio, ovvero la caratterizzazione di segnali e fondi usando la simulazione dettagliata di CMS, e, date le specifiche competenze sviluppate nel nostro gruppo di ricerca, la validazione sui dati reali degli algoritmi di identificazione dei muoni di alto pT. Lo studio della simulazione procedera' nelle seguenti fasi: - generazione di un numero sufficiente di eventi di segnale (~10000) nello stato finale a due leptoni per alcuni valori delle masse compresi tra 500 GeV e 1 TeV. Simulazione della risposta di CMS al passaggio delle particelle prodotte nei processi descritti (incluso l' "underlying event") ; - misura dell'efficienza con cui questi eventi vengono selezionati dal trigger dileptonico di CMS ; - definizione di filtri di preselezione per scremare efficacemente gli eventi di fondo, imponendo tagli laschi sull'impulso trasverso dei due leptoni, la molteplicita' di jets, l'energia mancante. I filtri saranno definiti in modo da garantire un'alta efficienza di segnale e al contempo una significativa riduzione dei fondi (stimata con la fast simulation) ; - selezione di eventi di fondo dalle simulazioni di processi standard gia' esistenti applicando i filtri di cui sopra ; - ottimizzazione dei criteri di selezione del segnale per varie ipotesi di massa, utilizzando tagli sequenziali su : molteplicita' di jets, b-tagging, pT del primo e del secondo leptone, energia mancante; - misura dell'eccesso di eventi dopo i tagli sullla base della distribuzione di massa invariante dei candidati residui, applicando tutti i vincoli cinematici del caso (masse di top e W, conservazione dell'impulso nel piano trasverso, etc.); - definizione di una strategia per la misura dei fondi applicabile anche nei dati reali utilizzando side-bands, tecniche di inversione dei tagli, eventi con leptoni di carica opposta, per selezionare campioni di eventi rappresentativi dei fondi e con trascurabili contributi da eventi di segnale - stima dell'errrore sistematico ottenibile con questi metodi. In parallelo con questi studi, l'assegnista procedera' a validare le metodologie di identificazione di muoni sui dati reali. Le problematiche piu' rilevanti, ai fini dell'analisi sono: - misura del tasso di adroni erroneamente identificati come muoni (punch-through e decadimenti in volo). I primi sono adroni che non sciamano attraversando i calorimetri e il giogo di ritorno del rivelatore. Questo fondo puo' essere abbattuto a livelli trascurabili richiedendo un segnale nelle camere piu' esterne. I secondi sono a tutti gli effetti dei muoni, prodotti nel decadimento di pioni e Kaoni carichi. Quest'altro fondo puo' essere ridotto rigettando tracce malricostruite o con alto parametro di impatto rispetto al vertice di interazione primario. La probabilita' di mis-identificazione nei dati verra' valutata (canonicamente) utilizzando campioni di pioni da decadimenti dei Ks, di kaoni da decadimenti della Phi e di protoni e pioni da decadimenti delle Lambda. Studi preliminari mostrano che si ricostruiranno decine di migliaia di Ks e Phi per inverso picobarn di dati raccolti. - misura della corretta assegnazione di carica. Come rilevato in precedenza, errori di qualche parte per mille possono indurre livelli di fondo inaccettabili per questa misura. L'intensita' del campo magnetico di CMS (4 T) e il raffinato sistema di tracciamento dei muoni (composto di strati interni di rivelatori al silicio e camere a deriva esterne con ampio braccio di leva) inducono errori nominali che non eccedono qualche parte per 10^-4. Questi valori possono essere verificati utilizzando i dati da raggi cosmici che vengono acquisiti in appositi run dedicati prima dell'inizio delle operazioni di LHC. Sono gia' disponibili decine di migliaia di eventi in cui tracce di alto momento attraversano tutto il rivelatore (incluse le camere a deriva per i muoni e il tracciatore centrale a silici). Le tracce possono essere separate nella parte ricostruita dall'emisfero superiore e in quello inferiore del rivelatore. Dal confronto tra il segno delle cariche nei due spezzoni si potra' determinare nei dati l'effettivo livello di errata assegnazione di carica. Va sottolineato che, in una fase preliminare dell'analisi, non e' necessario misurare con grande precisione l'efficienza di identificazione dei muoni, che diventera' un parametro significativo solo al momento di misurare il tasso di produzione dei nuovi stati (o di determinare un limite inferiore alle loro masse). Anche in questo stadio sara' comunque sufficiente una precisione prossima al 10%, facilmente ottenibile con campioni di risonanze che decadono in muoni, quali la Y(1S) o la Z0. Per operare in maniera soddisfacente fin dal principio, l'assegnista dovra' avere esperienza precedente nell'analisi di dati sperimentali, e competenza nell'interpretazione dei segnali provenienti dai moderni rivelatori di particelle. E' richiesta familiarita' con le nozioni basilari di statistica applicate alla Fisica delle Particelle Elementari, ed e' auspicabile, anche se non necessaria, la conoscenza di metodi di analisi multidimensionali per la discriminazione dei fondi (reti neurali, boosted decision trees, random forest, etc.) che potrebbero essere utilizzate in alternativa ad una selezione basata su tagli sequenziali (notoriamente meno efficiente, anche se piu' semplice). E' richiesta la conoscenza delle tecniche di programmazione strutturata Object Oriented in linguaggio c++ e dei programmi di analisi dati normalmente utilizzati in HEP (ROOT, MINUIT). E' auspicabile anche la conoscenza dei linguaggi di alto livello utilizzati comunemente in CMS (Perl, Python). Infine il candidato dovra' dimostrare attitudine al lavoro in gruppo e la conoscenza almeno discreta della lingua inglese.