Test de l'universalité de la saveur lepton dans les désintégration b->sll

Test of lepton flavour universality in b->sll decays

• Auteur / Autrice : Da Yu Tou
• Direction : Vladimir Gligorov
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Delphine Hardin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tim Gershon, François Le Diberder, Aoife Bharucha
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gerhard Raven, Marta Calvi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique quantique de la saveur

Modèle standard (physique)

Leptons

Particules (physique)

Physique des hautes énergies

Mots clés libres

Universalité

Saveur

Lepton

Désintegration

B->sll

LHCB

RK et RKst

Universality

Flavour

Lepton

Decays

B->sll

LHCB

RK and RKst

Résumé

Malgré le succès du modèle standard de physique des particules, le consensus parmi la communauté de la physique des hautes énergies est l'existence d'une théorie au-delà du modèle standard aux énergies plus élevées. La communauté de la physique des particules a consacré la majorité de ses efforts à dénicher une telle nouvelle théorie physique. Une avenue pour de telles recherches est la désintégration du courant neutre à changement de saveur b-> sll, dont les fractions de branchement sont fortement supprimées par le modèle standard. Cette thèse documentera le test de l'universalité de la saveur leptonique dans les désintégrations b-> sll via la mesure des ratios d'arôme lepton RK et RKst. Cette mesure mise à jour de RK et RKst lors de l'expérience LHCb comportera des sélections de déclenchement optimisées et une technique d'étalonnage de l'efficacité qui dissocie le signal et le mode de contrôle. En rupture avec les mesures LHCb précédentes, l'ajustement de masse mesurera simultanément RK et RKst et leurs résultats seront vérifiés avec le générateur de pseudo-expérience. Une optimisation du calcul dans l'ajustement de masse est le choix d'utiliser des ajustements groupés pour le mode de contrôle, qui ont des ensembles de données considérablement volumineux. Malheureusement, le cadre RooFit définit la probabilité groupée de manière biaisée. Le moyen de sortir de ce biais est d'utiliser une intégration numérique par bac. Cette thèse consacre un chapitre à l'étude de ce biais et montre que l'intégration numérique par casier est capable de dé-biaiser les ajustements binned.

Notwithstanding the success of the Standard Model of particle physics, the consensus among the high energy physics community is the existence of a theory beyond the Standard Model at higher energies. The particle physics community have dedicated the majority of their efforts at unearthing such new physics theory. One avenue for such searches are the flavour changing neutral current b->sll decays, whose branching fractions are highly suppressed by the Standard Model. This thesis will document the test of lepton flavour universality in b->sll decays via the measurement of lepton flavour ratios RK and RKst. This updated measurement of RK and RKst at the LHCb experiment will feature optimised trigger selections and efficiency calibrations technique that de correlates the signal and control mode. In a break from previous LHCb measurements, the mass fit will measure RK and RKst simultaneously and their results will be verified with the pseudo experiment generator.One computing optimisation in the mass fit is the choice to use binned fits for the control mode, which have significantly large datasets. Unfortunately, the RooFit framework defines the binned likelihood in a biased way. The way out of this bias is to use a per-bin numerical integration. This thesis dedicates a chapter to the study of this bias and shows that the per-bin numerical integration is able to de-bias the binned fits.