Recherche de nouvelle physique dans le canal B⁰s → J/ψφ auprès de l’expérience LHCb

• Auteur / Autrice : Basem Khanji
• Direction : Renaud Le Gac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules et astroparticules
• Date : Soutenance le 16/09/2011
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)
• Jury : Président / Présidente : Eric Kajfasz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Renaud Le Gac, Eric Kajfasz, Joseph Boudreau, Michael Kreps, Olivier Leroy, Patrick Koppenburg
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joseph Boudreau, Michael Kreps

Mots clés

Mots clés contrôlés

Violation de la règle CP (physique nucléaire)

Mésons

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

La violation de CP

Le mélange B⁰s-⁻B⁰s

LHCb, le canal B⁰s→J/ψφ

Φs

L'estimateur maximum de vraisemblance

CP violation

B⁰s-⁻B⁰s Mixing

LHCb

B⁰s→J/ψφ

Φs

Likelihood fit

Résumé

Dans le Modèle Standard, la différence de phase apparaissant dans la désintégration B⁰s→J/ψφ est prédite avec une grande précision. Cette observable est une sonde pour mettre en évidence de la Nouvelle Physique car l’oscillation B⁰s-⁻B⁰s s’effectue via un diagramme en boucles sensible aux nouvelles particules. Nous avons développé une sélection simplifiée pour les données de 2010. Elle évite tous biais sur la distribution en temps propre afin de réduire l’incertitude systématique. De plus, nous contrôlons les performances d’étiquetage pour les événements B⁰s→J/ψφ en utilisant les canaux similaires B⁰d→J/ψK∗⁰ et B⁺→J/ψK⁺. Avec les données de 2010, nous obtenons 570 événements de signal avec une luminosité intégré de 36 pb−1, une puissance de d’étiquetage de (2, 2±0, 4)% et une résolution temporelle de 50 fs. Nous avons étudié une sélection alternative, qui maximise la sensibilité à la phase φs en utilisant des coupures biaisant le temps propre. Nous avons proposé une méthode pour corriger la déformation de temps propre à partir des données. Nous avons développé un programme d’ajustement pour déterminer la phase φs. Avec les données 2010, la valeur trouvée est φs ∈ [−2, 7,−0, 5] rad à 68% de confiance. Ce résultat est compatible avec la prédiction du Modèle Standard.

In the B⁰s→J/ψφ channel, the phase φs is predicted to be significantly small in the Standard Model. This observable is an excellent probe for New Physics because the B⁰s-⁻B⁰s mixing takes place via a loop diagram where new particles is expected to intervene. These two reasons makes the φs parameter an excellent probe for New Physics processes. We developed a simplified selection for the 2010 data. It avoids any bias on the proper time distribution in order to reduce systematic uncertainty. In addition, we control the tagging performance for B⁰s→J/ψφ events using the similar B⁰d→J/ψK∗⁰ and B⁺→J/ψK⁺ channels. With the 2010 data, we obtain 570 signal events in 36 pb−1of integrated luminosity, a tagging power of (2.2±0.4)% and a proper time resolution of 50 fs. We investigated an alternative selection which maximizes the φs sensitivity using a proper time biasing cuts. We proposed a data-driven method to correct the proper time acceptance. We designed a fitting program to determine the φs phase. With the 2010 data, It is found to be : φs ∈ [−2.7,−0.5] rad at 68% of confidance. This result is compatible with the Standard Model prediction.