Eficiência de Rejeição de Partículas Neutras

Figure 6.7: Distribuições de energia, ângulo polar e ângulo azimutal para os fotões na amostra total. Os fotões identificados como partículas carregadas são representados pelo histograma sombreado, o histograma mais escuro corresponde a sinais superiores a 600 ADC em ambos os planos dos contadores de VETO. As últimas distribuições correspondem ao $ratio$ entre os acontecimentos com sinal e os números totais.

A selecção de acontecimentos $q\bar{q}(n\gamma)$ descrita no capítulo anterior permite obter uma amostra de fotões detectados no STIC que, embora pequena é razoavelmente pura. No último nível de selecção existem 384 acontecimentos com uma partícula isolada a ser detectada pelo STIC, dos quais apenas 4.5 % são previstos corresponder a outros processos. A selecção de fotões para o estudo da eficiência de rejeição de partículas neutras dos contadores de VETO inclui critérios adicionais: o fotão deve ter uma energia superior a 10 GeV, originar apenas uma deposição de energia no calorímetro e ser bem isolado (por mais de 10$^\circ$) em relação a todas as outras partículas do acontecimento. Uma vez que a medição de energia no STIC não é, neste caso, determinante para a identificação do acontecimento, a aceitância será alargada a 2$^\circ$$<\theta<$8$^\circ$(172$^\circ$a 178$^\circ$); por outro lado, não será considerado o último sector do lado C. Respeitam estes critérios 356 acontecimentos.

O número total de partículas que desta amostra que são identificadas como partículas carregadas, de acordo com os critérios utilizados na amostra de Bhabha (mais de 150 ADC em ambos os planos), é de 173. As distribuições das percentagens de candidatos com sinais nos contadores de VETO são apresentadas na figura 6.7.

A maior parte das deposições de energia que são identificadas como partículas carregadas nos contadores de VETO devem ser originadas pela conversão de fotões. Como se pode vêr na figura 6.5, não há um ponto bem definido para o fim da distribuição de energia por uma única partícula carregada e não se pode, por isso, determinar um critério claro para a determinação do número de partículas que produz determinado sinal.

No entanto, quando se comparam as distribuições de contagens ADC nas amostras de electrões e fotões (figura 6.8), torna-se claro que os seus comportamentos são distintos. Para estudar possíveis valores de separação entre os sinais produzidos por um electrão ou por um par electrão-positrão, utiliza-se uma selecção mais precisa de 170 fotões com energias entre 65 GeV e 75 GeV, que correspondem a um retorno radiativo ao $Z^0$, de onde se exclui também o último sector do lado C. O $ratio$ entre as duas distribuições mostra que um corte a 600 ADCs maximiza a probabilidade de identificação de fotões convertidos.

Dos 170 candidatos, 44 não produzem sinais nos contadores de VETO, 62 apresentam sinais compatíveis com partículas de retrodifusão e 64 apresentam sinais característicos de partículas carregadas; destes, 51 têm sinais superiores a 600 ADCs em ambos os planos dos contadores de VETO. Ou seja, 62$\%\pm 4\%$ dos fotões são rejeitados pelos critérios de identificação de partículas carregadas, mas 80% dos outros têm sinais que podem ser identificados como conversões.

Figure 6.8: Contagens ADC (média sobre os dois planos dos contadores de VETO) produzidas por fotões compatíveis com retornos radiativos e por electrões; e $ratio$ entre as duas distribuições. A amostra de electrões foi normalizada ao número, menor, de fotões.