Porównanie próbek danych pomiędzy ekperymentami KLOE i KLOE-2 w świetle pomiaru bezpośredniego łamania symetrii

W pracy przeanalizowano skuteczność metod rekonstrukcji w pomiarze bezpośredniegonaruszenia symetrii CP w układzie splątanych kaonów neutralnych. Dane pochodzą z detektoraKLOE oraz jego zmodernizowanej wersji KLOE-2, działających w laboratorium we Frascati.Głównym kanałem badanym pod kątem łamania symetrii CP jest KSKL −→ π+π−π0π0 .Analizę skupiono na rozpadach krótkożyciowego kaonu KS w kanałach naładowanym (KS −→π+π−) i neutralnym (KS −→ π0π0).W celu oszacowania wydajności rekonstrukcji, zastosowano próbkę kontrolną opartą nadetekcji długożyciowego kaonu KL w kalorymetrze (tzw. KL-crash). Przeprowadzono selekcjęzdarzeń dwiema metodami: klasyczną (opartą na cięciach) oraz z użyciem algorytmu uczeniamaszynowego — Boosted Decision Trees (BDT). Przeanalizowano czystość próbek i wydajnośćalgorytmu BDT dla różnych metod selekcji sygnału i zestawów treningowych. Porównanorównież skuteczność obu podejść.Efektywności analiz oszacowano osobno na zdarzeniach sygnałowych z Monte Carlo i nadanych doświadczalnych. Wyniki porównano między sobą oraz pomiędzy obiema metodamiselekcji próbki kontrolnej. Sprawdzono również spójność wyników BDT dla różnych konfiguracjitreningu. Na końcu porównano uzyskane wydajności rekonstrukcji między danymi KLOE iKLOE-2.Ostatecznym celem analizy było porównanie efektywności różnych technik selekcji orazwprowadzenie nowego algorytmu KL-crash opartego na uczeniu maszynowym, który możezostać wykorzystany w przyszłych badaniach. Można oczekiwać, że po naprawieniu problemuz werteksowaniem, strata wydajności na KLOE-2 będzie wynosiła około 20% dla częścinaładowanej i około 30% dla części neutralnej, dla której stratę wyliczono na podstawiezdarzeń na nb−1.

The KLOE detector collected data in three campaigns and the last one was done afterupgrade. The main goal of this thesis is a comparison of efficiencies between the KLOE andKLOE-2 data in view of the direct CP violation measurement. The channel of interest forsuch violations is KSKL → π+π−π0π0, and the analysis in this thesis is focused on the decayof short-lived kaons in both charged (KS → π+π−) and neutral channels (KS → π0π0). Inorder to study the efficiency for both the Monte Carlo simulation and the data, a controlsample was used. As the control sample, events in which the long-lived kaon deposits itsenergy in the calorimeter (so-called KL crash) were chosen. For the selection of KL crashevents, two methods were used. The first method selected events based on predefined cuts.The second method was based on a machine learning technique, specifically Boosted DecisionTrees (BDT). Moreover, the output of the BDT was studied in terms of sample purity andalgorithm efficiency. The results were compared for different signal selection algorithms andtraining data. Moreover, the performance of the BDT was compared to that of the standardcut-based method.The efficiencies of both analyses were calculated using different samples. In the first step,efficiencies were calculated using signal events from Monte Carlo and were compared with eachother. Then, for the same analysis, efficiencies were calculated on the previously determinedsamples. They were compared to the efficiency obtained from the signal, as well as betweenthe two different methods used to select the control samples. Moreover, the consistency of theresults was checked for Boosted Decision Trees, as different methods and training sampleswere used. At the end, the obtained efficiencies were compared between KLOE and KLOE-2data samples.The ultimate goal of the analysis is to provide insights into possible reconstructiontechniques and cuts, and to compare their performance for data collected for KLOE andKLOE-2. Moreover, a new KL crash algorithm based on a machine learning technique isintroduced, which may later be used for other studies requiring KL crash selection. It can beexpected that after fixing issue with vertexing efficiency loss on KLOE-2 on charged part wouldbe around 20% and for the neutral part around 30%, according to loss on events per nb−1.