Curvature-bias corrections using a pseudomass method

Aaij, R. et al. (2024) Curvature-bias corrections using a pseudomass method. Journal of Instrumentation, 19(3), P03010. (doi: 10.1088/1748-0221/19/03/P03010)

Abstract

Momentum measurements for very high momentum charged particles, such as muons from electroweak vector boson decays, are particularly susceptible to charge-dependent curvature biases that arise from misalignments of tracking detectors. Low momentum charged particles used in alignment procedures have limited sensitivity to coherent displacements of such detectors, and therefore are unable to fully constrain these misalignments to the precision necessary for studies of electroweak physics. Additional approaches are therefore required to understand and correct for these effects. In this paper the curvature biases present at the LHCb detector are studied using the pseudomass method in proton-proton collision data recorded at centre of mass energy √(s)=13 TeV during 2016, 2017 and 2018. The biases are determined using Z→μ + μ - decays in intervals defined by the data-taking period, magnet polarity and muon direction. Correcting for these biases, which are typically at the 10-4 GeV-1 level, improves the Z→μ + μ - mass resolution by roughly 18% and eliminates several pathological trends in the kinematic-dependence of the mean dimuon invariant mass.

• Item Type: Articles
• Keywords: Detector alignment and calibration methods (lasers, sources, particle-beams), large detector-systems performance, analysis and statistical methods, performance of High Energy Physics detectors.
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Docheva, Aleksandrina and Whitehead, Dr Mark and Schiller, Dr Manuel and McHugh, Niall and Friday, David and Douglas, Lauren and Spradlin, Dr Patrick and Nur, Havva Hasret and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Grillo, Dr Lucia
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A.S.W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Adlarson, P., Agapopoulou, C., Aidala, C.A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J.L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreola, P., Andreotti, M., Andreou, D., Anelli, A., Ao, D., Archilli, F., Argenton, M., Arguedas Cuendis, S., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bacher, D., Bachiller Perea, I., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J.J., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barbosa, I.R., Barlow, R.J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Bartz, J., Baryshnikov, F., Basels, J.M., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I.B., Beiter, A., Belin, S., Bellee, 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• Journal Name: Journal of Instrumentation
• Publisher: IOP Publishing
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• ISSN (Online): 1748-0221
• Published Online: 12 March 2024
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• First Published: First published in Journal of Instrumentation 19(3): P03010
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