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Mesure de la violation de CP dans les désintégrations Bs -> J/psi phi auprès du détecteur LHCb
Maurice E.
Thèses. Aix-Marseille Université (18/07/2012), Olivier Leroy (Dir.)
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Mesure de la violation de CP dans les désintégrations Bs -> J/psi phi auprès du détecteur LHCb
Emilie Maurice1
1 :  CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
http://marwww.in2p3.fr/
CNRS : UMR7346 – IN2P3 – Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II
163, avenue de Luminy - Case 902 - 13288 Marseille cedex 09
France
Measurement of the CP violation in the Bs -> J/psi phi decay channel at LHCb detector
Thèses
18/07/2012
La mesure de la phase phis violant la symétrie CP dans les désintégrations Bs -> J/psi phi est une des analyses phares de l'expérience LHCb. Le Modèle Standard prédit cette observable avec une faible incertitude théorique. La présence de Nouvelle Physique notamment dans les diagrammes en boucle de l'oscillation Bs - anti Bs peut significativement modifier la mesure de cette phase. Durant cette thèse, nous avons participé à différents aspects de l'analyse des désintégrations Bs -> J/psi phi. Nous avons proposé une sélection multi-variables, basée sur un algorithme d'arbres de décision boostés. Cette nouvelle sélection augmente le nombre de signal Bs -> J/psi phi de 19% mais nécessite une correction temporelle. Une étude portant sur l'origine des distorsions angulaires caractéristiques des désintégrations Bs -> J/psi phi a aussi été menée. Il s'avère que la principale source de distorsion est la géométrie du détecteur LHCb. Nous avons aussi contribué à un autre élément clef de cette analyse : l'étiquetage de la saveur. Afin de connaître la saveur initiale des mésons B, un algorithme d'étiquetage a été développé. Il exploite les traces chargées provenant du hadron B de côté opposé. Nous avons participé à son optimisation ainsi qu'à son étalonnage en étudiant les désintégrations Bd -> J/psi K*. En utilisant l'intégralité des données enregistrées en 2011, soit 1 fb-1, après optimisation et calibration de cet algorithme, la puissance d'étiquetage dans le canal Bs -> J/psi phi est : (2.29 +- 0.07 +- 0.26) %. La valeur de phis mesurée est alors : \phis = -0.001 +- 0.101 +- 0.027 rad dans les désintégrations Bs -> J/psi phi. L'analyse combinée de Bs -> J/psi phi avec les désintégrations Bs -> J/psi \pi+ \pi- donne la meilleure mesure mondiale de \phis = -0.002 +- 0.083 +- 0.027 rad. Cette mesure est compatible avec le Modèle Standard, mais ses incertitudes laissent possible la présence de Nouvelle Physique.
The measurement of the CP violating ∅_s phase in the B_s^0 → J / ψ∅ decays is one of the main goals of the LHCb experiment. The predicted value of this observable by the Standard Modelhas a small theoretical uncertainty. New Physics could significantly modify this measurement, with the presence of new particles in the B_(s- )^0 B ̅_s^0 oscillation's box diagrams. During this thesis, we participate to many aspects of B_s^0 → J/ ψ∅ analysis. We proposed a multivariate selection, based on a boosted decision trees algorithm. This new selection adds 19% signal B_s^0 →J/ ψ∅ it needs a time correction. We studied the main sources of angular distorsions B_s^0 →J/ 휓∅ decays. We found that the detector's geometry has the most important impact on the angular distributions. We participated to another key element of the ∅_s analysis : the flavour tagging. In order to determine the initial B Flavour, a tagging algorithm has been developped. It exploits charged tracks originating from the b-hadron opposite to the signal B-meson. We participated to its optimization and calibration, by studing the B_d^0 → J/ ψK^* channel. With 1 fb-1 corresponding to the whole 2011 data, after the optimization and calibration of this algorithm, the tagging power is measured in the B_s^0 → J/ ψ ∅ Channel: (2.29 ± 0.07 ±0.26) % The ∅_s measurement in the B_s^0 → J/ ψ∅ channel is : ∅_s = -0.001±0.101 ±0.027 rad. The combined analysis of B_s^0 →J/ ψ∅ and B_s^0 →J/ ψπ^+ π^- decays gives the most precise measurement of ∅_s= -0.002 ± 0.083 ±0.027 rad. This Measurement is compatible with the Standard Model, but there is still room for New Physics.
Physique/Physique des Hautes Energies - Expérience
LHCb

Aix-Marseille Université
CERN-THESIS-2012-089
CPPM-T-2012-02
Français

Olivier Leroy
leroy@cppm.in2p3.fr
Dr Eric. Kajfasz (Président du jury)
Dr Renaud Le Gac (Co-Directeur de thèse)
Dr Olivier Leroy (Directeur de thèse)
Dr Vincent Tisserand (Examinateur)
Dr K. Trabelsi (Rapporteur)
Dr S. Vecchi (Rapporteur)

Violation de CP – désintégrations Bs -> J/psi phi – étiquetage de la saveur – LHCb
CP violation ; Bs -> J/psi phi decays ; flavour tagging ; LHCb
18/07/2012
Aix-Marseille Université
Olivier Leroy
Dr Eric. Kajfasz (Président du jury)
Dr Renaud Le Gac (Co-Directeur de thèse)
Dr Olivier Leroy (Directeur de thèse)
Dr Vincent Tisserand (Examinateur)
Dr K. Trabelsi (Rapporteur)
Dr S. Vecchi (Rapporteur)
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