Measurements of 𝑪𝑷 Violation in 𝑩𝟎 → [𝒄𝒄]𝑲𝟎 S Transitions at LHCb

Abstract

Diese Arbeit beschreibt eine Messung von zerfallszeitabhängiger 𝐶𝑃-Verletzung in den Zerfällen 𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0 und 𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0, in welchen das 𝐽/𝜓 aus zwei Elektronen und das 𝜓(2𝑆) aus zwei Muonen rekonstruiert wird. Der verwendete Datensatz entspricht einer integrierten Luminosität von 3fb^{−1} 𝑝𝑝-Kollisionen und wurde mit dem LHCb- Experiment bei Schwerpunktsenergien von 7 und 8 TeV aufgenommen. Die gemessenen 𝐶𝑃-Observablen sind

𝐶(𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0) = 0.12 ± 0.07 (stat.) ± 0.02 (syst.), 𝑆(𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0) = 0.83 ± 0.08 (stat.) ± 0.01 (syst.), 𝐶(𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0) = − 0.05 ± 0.10 (stat.) ± 0.01 (syst.), 𝑆(𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0) = 0.84 ± 0.10 (stat.) ± 0.01 (syst.),

wobei 𝐶 die direkte 𝐶𝑃-Verletzung im Zerfall, und 𝑆 die 𝐶𝑃-Verletzung in der Interferenz zwischen den Amplituden des direkten Zerfalls und des Zerfalls nach 𝐵0-𝐵0-Oszillation darstellt. Die Ergebnisse sind mit der vorherigen Messung von LHCb kompatibel, die 𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0 Zerfälle mit Rekonstruktion des 𝐽/𝜓 aus zwei Muonen verwendete. Eine Kombination dieser drei Messungen resultiert in

𝐶(𝐵0 →[𝑐𝑐]𝐾S0)=−0.017±0.029(stat.+syst.), 𝑆(𝐵0 →[𝑐𝑐]𝐾S0)= 0.760±0.034(stat.+syst.),

unter der Annahme, dass Beiträge höherer Ordnung vernachlässigbar sind. Die Ergebnisse sind kompatibel mit vorherigen Messungen und verbessern die Präzision von 𝑆 bei LHCb um 20%.

This thesis presents a measurement of decay-time-dependent 𝐶𝑃 violation in the decays 𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0 and 𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0, where the 𝐽/𝜓 is reconstructed from two electrons and the 𝜓(2𝑆) from two muons. The used data sample corresponds to an integrated luminosity of 3fb^{−1} of 𝑝𝑝 collisions and has been recorded by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV. The 𝐶𝑃 violation observables are measured to be

𝐶(𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0) = 0.12 ± 0.07 (stat.) ± 0.02 (syst.), 𝑆(𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0) = 0.83 ± 0.08 (stat.) ± 0.01 (syst.), 𝐶(𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0) = − 0.05 ± 0.10 (stat.) ± 0.01 (syst.), 𝑆(𝐵0 → 𝜓(2𝑆)𝐾S0) = 0.84 ± 0.10 (stat.) ± 0.01 (syst.),

where 𝐶 describes 𝐶𝑃 violation in the direct decay, and 𝑆 describes 𝐶𝑃 violation in the interference between the amplitudes for the direct decay and for the decay after 𝐵0-𝐵0 oscillation. The results are compatible with the previous LHCb measurement that used 𝐵0 → 𝐽/𝜓𝐾S0 decays, where the 𝐽/𝜓 was reconstructed from two muons. A combination of these three measurements results in

𝐶(𝐵0 →[𝑐𝑐]𝐾S0)=−0.017±0.029(stat.+syst.), 𝑆(𝐵0 →[𝑐𝑐]𝐾S0)= 0.760±0.034(stat.+syst.),

assuming that higher-order contributions can be neglected. The results are compatible with previous measurements and improve the precision of 𝑆 at LHCb by 20 %.