Improvement of the LHCb measurement of sin(๐ฎ๐ซ) in additional ๐ฝ๐ฌ decay modes
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Date
2019
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Abstract
This thesis presents the measurement of decay-time-dependent ๐ถ๐ violation in
the decays of ๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0 and ๐ต0 โ ๐ฝ/๐๐พS0 using data collected with the LHCb
experiment in ๐๐ collisions at centre-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV,
corresponding to a total integrated luminosity of 3 fbโ1. In both considered
decay modes, the ๐พS0 meson is reconstructed from two charged pions, while the
๐(2๐) meson is reconstructed from two muons, whereas the ๐ฝ/๐ meson is
reconstructed from two electrons. This kind of decays makes it possible to
measure the ๐ถ๐-violation observables ๐ and ๐ถ to be
๐(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = 0.84 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 ,
๐ถ(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = โ 0.05 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 ,
๐(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.83ยฑ0.08ยฑ0.01,
๐ถ(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.12ยฑ0.07ยฑ0.02,
where the first uncertainties are statistical and the second are systematic.
The results for both decay modes are compatible with each other and with the
previous LHCb measurement using ๐ต0 โ ๐ฝ/๐ ๐พS0 decays, where the ๐ฝ/๐ meson is
reconstructed from two muons. An average of all LHCb measurements of ๐ต0 โ
[๐๐]๐พS0 decays, under the assumption, that higher-order contributions to the
decay amplitudes are negligible, results in
๐(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = 0.760 ยฑ 0.034 ,
๐ถ(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = โ0.017 ยฑ 0.029 ,
where the uncertainties include statistical and systematic contributions. The
presented measurement enhances the precision of ๐ at LHCb by 20 % and also
improves the world average.
Diese Arbeit stellt die Messung der zerfallszeitabhaฬngigen ๐ถ๐-Verletzung in den Zerfaฬllen ๐ต0โ ๐(2๐)๐พS0 und๐ต0โ ๐ฝ/๐๐พS0 vor, unter Verwendung von Daten des LHCb-Experiments, die in ๐๐-Kollisionen bei Schwerpunktsenergien von 7 TeV und 8 TeV aufgenommen wur- den, was einer integrierten Luminositaฬt von 3 fbโ1 entspricht. In den beiden betrachteten Zerfallskanaฬlen wird das ๐พS0-Meson aus zwei geladenen Pionen rekonstruiert, waฬhrend das ๐(2๐)-Meson aus zwei Myonen rekonstruiert wird, wohingegen das ๐ฝ/๐-Meson aus zwei Elektronen rekonstruiert wird. Diese Art von Zerfaฬllen ermoฬglicht es die ๐ถ๐-Verletzungsobservablen ๐ und ๐ถ sehr praฬzise zu folgenden Werten ๐(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = 0.84 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 , ๐ถ(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = โ 0.05 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 , ๐(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.83ยฑ0.08ยฑ0.01, ๐ถ(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.12ยฑ0.07ยฑ0.02, zu bestimmen. Dabei sind die ersten Unsicherheiten statistisch und die zweiten system- atisch. Die Ergebnisse beider Zerfallskanaฬle sind sowohl untereinander kompatibel, als auch mit dem Ergebnis einer fruฬheren LHCb-Messung in dem Zerfallskanal ๐ต0 โ ๐ฝ/๐๐พS0, bei dem das ๐ฝ/๐-Meson aus zwei Myonen rekonstruiert wurde. Eine Kombination aller LHCb-Messungen, die ๐ต0 โ [๐๐]๐พS0-Zerfaฬlle betrachtet haben, wird unter der Annahme ermittelt, dass Beitraฬge hoฬherer Ordnung zu den Zerfallsamplituden zu vernachlaฬssigen sind. Das Ergebnis ist ๐(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = 0.760 ยฑ 0.034 , ๐ถ(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = โ0.017 ยฑ 0.029 , dabei beinhalten die Unsicherheiten sowohl statistische als auch systematische Beitraฬge. Die vorgestellte Messungen verbessert die Praฬzision auf den Parameter ๐ bei LHCb um 20 % und verringert die Unsicherheit des Weltmittelwerts.
Diese Arbeit stellt die Messung der zerfallszeitabhaฬngigen ๐ถ๐-Verletzung in den Zerfaฬllen ๐ต0โ ๐(2๐)๐พS0 und๐ต0โ ๐ฝ/๐๐พS0 vor, unter Verwendung von Daten des LHCb-Experiments, die in ๐๐-Kollisionen bei Schwerpunktsenergien von 7 TeV und 8 TeV aufgenommen wur- den, was einer integrierten Luminositaฬt von 3 fbโ1 entspricht. In den beiden betrachteten Zerfallskanaฬlen wird das ๐พS0-Meson aus zwei geladenen Pionen rekonstruiert, waฬhrend das ๐(2๐)-Meson aus zwei Myonen rekonstruiert wird, wohingegen das ๐ฝ/๐-Meson aus zwei Elektronen rekonstruiert wird. Diese Art von Zerfaฬllen ermoฬglicht es die ๐ถ๐-Verletzungsobservablen ๐ und ๐ถ sehr praฬzise zu folgenden Werten ๐(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = 0.84 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 , ๐ถ(๐ต0 โ ๐(2๐)๐พS0) = โ 0.05 ยฑ 0.10 ยฑ 0.01 , ๐(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.83ยฑ0.08ยฑ0.01, ๐ถ(๐ต0โ๐ฝ/๐๐พS0)= 0.12ยฑ0.07ยฑ0.02, zu bestimmen. Dabei sind die ersten Unsicherheiten statistisch und die zweiten system- atisch. Die Ergebnisse beider Zerfallskanaฬle sind sowohl untereinander kompatibel, als auch mit dem Ergebnis einer fruฬheren LHCb-Messung in dem Zerfallskanal ๐ต0 โ ๐ฝ/๐๐พS0, bei dem das ๐ฝ/๐-Meson aus zwei Myonen rekonstruiert wurde. Eine Kombination aller LHCb-Messungen, die ๐ต0 โ [๐๐]๐พS0-Zerfaฬlle betrachtet haben, wird unter der Annahme ermittelt, dass Beitraฬge hoฬherer Ordnung zu den Zerfallsamplituden zu vernachlaฬssigen sind. Das Ergebnis ist ๐(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = 0.760 ยฑ 0.034 , ๐ถ(๐ต0 โ [๐๐]๐พS0) = โ0.017 ยฑ 0.029 , dabei beinhalten die Unsicherheiten sowohl statistische als auch systematische Beitraฬge. Die vorgestellte Messungen verbessert die Praฬzision auf den Parameter ๐ bei LHCb um 20 % und verringert die Unsicherheit des Weltmittelwerts.
Description
Table of contents
Keywords
CERN, LHC, HEP, CP-Verletzung, LHCb, Flavourphysik
Subjects based on RSWK
LHC, Hochenergiephysik, CP-Paritรคt, LHCb <Teilchendetektor>