Etude de modes de désintegration non charmée du méson B et recherche de la violation de la symétrie CP

par Pierre-François Giraud

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de André Gaidot.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    L'expérience BABAR a pour objectif de rechercher et de mesurer la violation de CP dans le secteur des mésons B et de contraindre les paramètres du modèle standard. Une des originalités de son dispositif expérimental est le DIRC, le détecteur à effet Cerenkov utilisé pour distinguer les pions des kaons chargés. Une table de correction est se en place pour corriger ses défauts d'alignement, et permet au DIRC d'atteindre ses performances nominales, c'est à dire une séparation entre kaon et pion de 4*(sigma) pour une quantité de mouvement de 3 GeV/c. La recherche de violation de CP dans le canal de désintégration du B^0 en pπ devrait permettre de contraindre l'angle α du triangle d'unitarité, un des paramètres du modèle standard. L'objectif de cette analyse est de mesurer les paramètres de violation de CP ainsi que les autres paramètres entrant dans la description de la distribution de probabilité du temps de désintégration. Une méthode de maximum de vraisemblance combine l'information temporelle et des variables discriminantes du bruit de fond du continuum e+e-→qq', dont certaines sont résumées dans un réseau de neurones. L'autre bruit de fond, constitué des autres modes de désintégration du B, est pris en compte par des termes correctifs dans l'ajustement. Cette analyse présente à ce jour les meilleures mesures pour ce canal, et semble donner une indication de la violation directe de CP. Pour interpréter ces mesures en termes de contraintes sur les paramètres du modèle standard, il est nécessaire d'utiliser un modèle pour prédire la contribution à longue distance des amplitudes de désintégration. Pour un exemple de tel modèle, la "factorisation QCD", un test de validation compare les prédictions aux données expérimentales sur les désintégrations non charmées du méson B. Ce test semble indiquer un désaccord, qui pourrait être réduit dans l'avenir par une meilleure connaissance expérimentale et théorique des désintégrations du B.


  • Résumé

    The goal of the BABAR experiment is to search and measure CP violation in the sector of the B mesons et constrain the parameters of the standard model. One of the original features of its experimental design is the DIRC, the Cerenkov detector used to separate charged pions and kaons. A look-up table is implemented to correct for its alignment, and allows the DIRC to reach its design performance, a pion versus kaon separation power of 4*(sigma) at a momentum of 3 GeV/c. The search for CP violation in the decay channel B^0 to pπ should result in constraints on the angle α of the unitarity triangle, one of the parameters of the standard model. The goal of this analysis is to measure CP violating parameters along with the other parameters entering the description of the decay time probability distribution function. A maximum likelihood method combines the time information with e+e-→ qq' continuum background discriminating variables, some of which are summarized in a neural network. The other background, constituted of the other decay modes of the B, is taken into account with corrective terms in the fit. This analysis yields the best measurements for this channel up to date, and results in an indication of direct CP violation. In order to use these measurements to constrain the parameters of the standard model, the long distance contribution of the decay amplitudes has to be extracted from a model. For one such model, "QCD factorisation", a validation test confronts the model predictions with the experimental data on the charmless decays of the B mesons. The present status seems to be a disagreement, which could be reduced in the future with better experimental and theoretical knowledge of B decays.

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Informations

  • Détails : 198 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.187-195

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2003)43
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