Study of B^0_s meson Radiative Decay and Radiation Monitoring System at the LHCb experiment

par Viktor Iakovenko

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Valery M. Pugatch et de Marie-Hélène Schune.

Soutenue en 2010

à l'Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) en cotutelle avec Kiev Institute of Nuclear Research .

  • Titre traduit

    Etude des désintégrations radiatives du méson B^0_s et du système de détection des radiations avec détecteur LHCb


  • Résumé

    Le travail présenté a été accompli dans le cadre de l'expérience LHCb. La thèse comporte deux parties : le développement et la mise en route du Radiation Monitoring System (RMS) et l'étude des performances attendues pour la mesure de la désintégration radiative Bs→φγ. Une surveillance en ligne du bruit de fond lié à l’accélérateur est indispensable pour la sécurité du détecteur et pour collecter des données de bonne qualité pour la physique. La technologie dite Métal Foil Detector a été choisie pour la surveillance en ligne de la radiation. Son temps de réponse est rapide, elle est sensible dans la plage de radiation correspondant aux conditions nominales de fonctionnement pour LHCb, elle est robuste et la quantité de matière qu'elle ajoute reste modérée. Le système de lecture et son intégration dans l’architecture de LHC ont été menés à bien. Les résultats obtenus avec le RMS sont en accord avec ceux d'autres systèmes de mesure de bruit de fond et ont montré que le RMS était sensible aux collisions pp et capable de détecter des augmentations inattendues dans le taux de radiation. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l’étude des performances attendues pour la mesure de la désintégration radiative Bs→φγ. L'optimisation des critères de sélection a été effectuée avec une simulation Monte-Carlo complète du détecteur. La simulation des événements de signal a été complétée par celle des principaux bruits de fond. Dans les conditions nominales de fonctionnement, on attend pour un an environ 9000 candidats Bs→φγ enregistrés, reconstruits et sélectionnés. Le niveau de bruit de fond attendu est estimé à B/S < 2. 9@90% CL.


  • Résumé

    The work presented has been accomplished in the framework of the LHCb experiment. The thesis is divided into two parts: development and commissioning of the Radiation Monitoring System (RMS) and study of the expected performances for the measurement of the radiative decay Bs→φγ. The online monitoring of the background related to the accelerator is mandatory for the safety of the detector and for high quality data taking. The Metal Foil Detector technology was chosen for the radiation online monitoring. It is characterized by a fast time response and is sensitive to irradiation range corresponding to the conditions expected for nominal LHCb operation. It is robust and yields a moderate amount of material. The readout system and its integration in the LHC architecture have been realized. The results obtained with the RMS are in agreement with those from other systems that measure accelerator backgrounds. It has been shown that the RMS is sensitive to the pp collisions and is able to detect unexpected increase in the radiation rate. The second part of the thesis is dedicated to the study of the expected performances for the measurement of the radiative decay Bs→φγ. The selection criteria optimization has been realized with a full Monte Carlo simulation of the detector. The signal events simulation has been complemented by the detailed background studies. In nominal operation conditions, about 9000 signal events are expected to be recorded, reconstructed and selected. The background level is estimated to be B/S < 2. 9@90% CL.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (138 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 133-138

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)349
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