Contribution à la calibration du calorimètre électromagnétique du détecteur LHCb – Sensibilité à la mesure de l'angle βeff dans le canal Bd° → J/ψπ° et de l'angle χ dans le canal Bs° → J/ψη

Contribution to the electromagnetic calorimeter calibration of the LHCb detector- Sensibility to the measurement of the angle βeff in the decay Bd° → J/ψπ° and of the angle βs in the decay Bd° → J/ψπ°, Bs° → J/ψη

• Auteur / Autrice : Gaël Rospabé
• Direction : Marie-Noëlle Minard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Chambéry
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Jézéquel, Yannis Karyotakis, Daniel Décamp
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Brigitte Bloch-Devaux, Pascal Perret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Grand collisionneur de hadrons

Mésons

Violation de la règle CP (physique nucléaire)

Mots clés libres

LHCb

Mésons B

Reconstruction des photons

Ecal stand-alone

Pi0 calibration

Calorimètre électromagnétique

Résumé

LHCb est une expérience dédiée à l'étude de la violation CP dans le domaine des mésons B et de leurs désintégrations rares. Lors du démarrage du LHC, une des premières actions sera de vérifier que l'appareillage a les performances attendues. Cette thèse se place dans le contexte des premières mesures de l'expérience LHCb pour deux des sujets traités : la reconstruction des photons par le calorimètre électromagnétique de LHCb dans différentes situations expérimentales et la calibration du calorimètre. Dans ce but une identification des photons à partir de l'ensemble des informations du SPD, PS, ECAL et HCAL est développée basée sur une méthode discriminante de Fisher. Ces photons reconstruits sont utilisés dans la reconstruction des π° dont les spectres mesureront dès le début des prises de données Ie niveau de calibration du calorimètre. Pour calibrer chaque cellule du calorimètre électromagnétique la contrainte sur la masse des π° reconstruits est utilisée. Une calibration à 1 % est possible pour une dé-calibration allant jusqu'à 30% en une dizaine d'heures de prise de données à la luminosité nominale. Deux canaux de physique, où la calibration du calorimètre et la reconstruction de mésons neutres se désintégrant en paire de photons sont Ies points clefs, sont étudiés. Le canal Bd° → J/Ψπ° mesure de I'angle βeff du triangle CKM, les graphes qui y contribuent peuvent être sensibles à de la physique au delà du Modèle Standard. Le canal Bs° → J/ψη mesure I'angle βs, domaine spécifique de LHCb. La sensibilité de LHCb pour la mesure de χ dans ce canal est estimée.

LHCb has been designed in order to perform precise measurements of CP violation and rare decays with B mesons. At the LHC start-up, one of the first tasks will be to check the expected apparatus performances. This thesis looks to the first recorded data by the LHCb experiment for two of the subjects developed : the photon reconstruction in the electromagnetic calorimeter assuming different experimental situations, and the calibration of the calorimeter. A photon identification tool is developed based on a Fisher discriminant method using information from all the calorimeter sub-detectors (SPD, PS, ECAL, and HCAL). The reconstructed photons are used for π° mass reconstruction parameters, able to evaluate the overall calibration level. For individual cell calibration, the constraint from the reconstructed π° mass is used. A 1 % calibration can be achieved even starting from a 30 % spread cell to cell calibration within a few tenth hours at the LHCb nomina luminosity. Two physics channels, for which the calorimeter calibration and neutral mesons decaying into photon pair reconstruction are key points, are studied. The channel Bd° → J/Ψπ° to measure βeff angle, where unexpected contributions beyond the standard model may occur and the channel Bs° → J/ψη measures the βs angle has been studied.