W/Z截面测量的注意事项

对于single W和Z的截面测量,有一些常见、通用的信息,在这里整理出来,避免重复劳动。

K-factor:NLO/LO 或者NNLO/LO的修正

通常来说,LHCb实验是通过PYTHIA产生子来产生相关的模拟事例。

PYTHIA是一个树图阶产生子,不含有高阶修正,通常需要一个k-factor来修正产生截面,方便估计本底的大小。

这里定义k-factor为NLO产生截面/LO产生截面,或者NNLO截面/LO截面。

LO产生截面(cross-section)可以通过PYTHIA直接估计出来。

而NLO或者NNLO的产生截面则有两种方式:

  • 1. 高阶产生子计算得到的截面
  • 2. 实验测量得到的结果
如果有实验测量值,我们同时更推荐使用实验测量值。如果没有相关测量,则需要获得理论预言值 对于直接计算,可以使用POWHEG,MCFM,FEWZ,RESBOS等工具进行。下面通过MCFM说明一下Diboson k-factor的计算。
  • 1. 具体可以参考这个软件包: SingleWZ_Generators
  • 2. 工具包的安装、使用见: 教程
  • 3. 计算得到在LHCb接受度范围内,WW -> ll nu nu 的NLO截面为 7.43594 0.70659E-02 fb,LO截面为5.50381 0.50229E-02 fb
  • 4. 因此,WW的K-factor为 1.35105 +- 0.00178002

PYTHIA产生子研究产生截面和接受度效率:

LHCb默认的MC产生子为PYTHIA,因此我们需要研究在树图阶的产生截面,并计算使用LHCb DecFile里的cuts时,接受度的效率是多少。

有两种途径均可得到上述结果:

1. 使用Gauss软件包,运行相关的DecFile,在运行的log文件中有产生截面以及接受度效率

推荐使用这种方式,但是Gauss运行较慢。具体参考 Gauss包

2. 使用standalong包产生PYTHIA事例,并计算接受度效率

速度较快,但需要理解如何在自己的分析中加上正确的DecFiles cuts

运行PYTHIA包: 教程

分析PYTHIA产生的root tuple,获得Acc: 教程

-- HangYin - 2022-09-26

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