Recherche des desintegrations du lepton tau violant la saveur leptonique dans les experiences Belle and Belle II

par Vidya sagar Vobbilisetti

Projet de thèse en Physique des particules

Sous la direction de Karim Trabelsi.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat , en partenariat avec Laboratoire de Physique des deux Infinis Irène Joliot-Curie (laboratoire) et de Faculté des sciences d'Orsay (référent) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Le lepton tau, le plus lourd des trois leptons, fournit un large spectre de desintegrations violant la saveur leptonique a etudier, incluant des modes avec des hadrons dans l'etat final (du tau en trois muons au tau en mu phi). Dans le cas ou la violation de la saveur leptonique est observee, les correlations entre les differents rapports de desintegrations dans beaucoup de modes disponibles sont cruciaux pour selectionner entre les differents scenarios de la nouvelle physique, parce que les differents modes de desintegration sont supprimes ou augmentes differement suivant la structure des modeles de nouvelle physique. Le but principal de cette these est d'obtenir des limites dans les desintegrations violant la saveur leptonique dans une configuration commune: trois particules chargees dans l'etat final, dont au moins une est un lepton, en utilisant les echantillons de donnees des experiences Belle et Belle II. Ceci incluera aussi un developpement de l'algorithme de l'identification du muon a basse impulsion en utilisant l'information du calorimetre electromagnetique des experiences Belle et Belle II. L'experience Belle II, operant aupres de l'accelerateur electron-positron SuperKEKB a Tsukuba, Japon, a ete planifie et construit lors de la derniere decennie jusqu'aux premieres prises de donnees en 2019. L'experience prendra des donnees durant et au dela de la periode de cette these qui exploitera de larges echantillons de donnees et determinera les limites les plus contraignantes pour ces desintegrations du tau violant la saveur leptonique.

  • Titre traduit

    Search for lepton flavour violation decays of the tau lepton with the Belle and Belle II experiments


  • Résumé

    Due to its high mass, the tau lepton, the heaviest of the three charged leptons in the SM, is expected to be very sensitive to the mechanism at the origin of fermionic masses and it provides a wide range of potential lepton-flavour violating (LFV) decays to study, including modes with hadrons in the final state (from tau to three muons to tau to mu phi). In case LFV is observed, the correlations between the decay rates in the many decay channels available would be crucial to discriminate between the different new physics (NP) scenarios at stake, because the various decay channels would be suppressed or enhanced differently according to the structure of these NP models. The main focus of this thesis is to set limits on lepton-flavour violating tau decays with a common configuration: three charged particles in the final state, of which at least one is a lepton using the data samples accumulated by the Belle and Belle II experiments. This will also consist in the development of a muon identification algorithm allowing to treat low momentum muons using the information from the electromagnetic calorimeter of the Belle and Belle II experiments. The Belle II experiment, operating at the SuperKEKB electron-positron collider in Tsukuba, Japan, has been planned and constructed through the last decade leading to it commencing operation in 2019. The experiment will operate throughout and beyond the planned timescale of this proposal, which plans to exploit these unprecedentedly large samples to determine new world's best limits on lepton-flavour violating tau decays.