Etude des désintegrations doublement charmées des mésons B avec l'expérience BaBar à SLAC
Résumé
The BABAR experiment at SLAC has been studying since 1999 B meson decays
from e+e- colisions at the Upsilon(4S) resonance. The first goal of the collaboration
was to measure the sin (2 beta) CP-violation parameter within the standard model.
This measurement requires to know with precision the absolute length scale of
the detector. A method to test this scale was developped using nuclear interactions
in the beam-pipe material. The longitudinal length scale was then determined at
the 1 % level precision. The systematic error associated with length measurement
in the detector concerning B meson lifetime and B meson oscillation frequency is
then negligible with respect to the other errors.
The K meson content of B decays is a key ingredient of the sin (2 beta) measurement
and is used to tag the flavour of the other B in events containing a B
decaying to a CP eigenstate. The K charge is correlated to the B flavour. Wrong
sign kaons, which can dilute B tagging, can come from wrong sign D decays
(B -> D X). Doubly charmed decays B -> DDbar K are one possibility to produce wrong sign D decays. The twenty-two decay modes are reconstructed exclusively. The total branching fraction is measured with enough precision to establish that B -> DDbar K decays are not the only source of wrong sign D mesons in B decays.
from e+e- colisions at the Upsilon(4S) resonance. The first goal of the collaboration
was to measure the sin (2 beta) CP-violation parameter within the standard model.
This measurement requires to know with precision the absolute length scale of
the detector. A method to test this scale was developped using nuclear interactions
in the beam-pipe material. The longitudinal length scale was then determined at
the 1 % level precision. The systematic error associated with length measurement
in the detector concerning B meson lifetime and B meson oscillation frequency is
then negligible with respect to the other errors.
The K meson content of B decays is a key ingredient of the sin (2 beta) measurement
and is used to tag the flavour of the other B in events containing a B
decaying to a CP eigenstate. The K charge is correlated to the B flavour. Wrong
sign kaons, which can dilute B tagging, can come from wrong sign D decays
(B -> D X). Doubly charmed decays B -> DDbar K are one possibility to produce wrong sign D decays. The twenty-two decay modes are reconstructed exclusively. The total branching fraction is measured with enough precision to establish that B -> DDbar K decays are not the only source of wrong sign D mesons in B decays.
L'expérience BABAR, située à SLAC, étudie depuis 1999 les désintégrations
des mésons B à partir de collisions entre électrons et positrons à une énergie égale
à la masse du Upsilon(4S). Le but premier de l'expérience a été de mesurer le paramètre
sin(2 beta) de la violation de la symétrie CP dans le modèle standard. Cette mesure
demande de connaître avec précision l'échelle de longueur absolue du détecteur.
Une méthode a été mise au point pour déterminer cette échelle, en utilisant les
interactions nucléaires dans la matière du détecteur et en particulier dans le tube
à vide de l'expérience. L'échelle de longueur du détecteur dans la direction des
faisceaux a ainsi été estimée avec une précision meilleure que 1 %. L'incertitude
liée à la détermination des longueurs par le détecteur dans les mesures des temps
de vie des B et de leur fréquence d'oscillation devient alors négligeable par rapport
aux autres erreurs systématiques.
Le contenu en kaons chargés des désintégrations des mésons B intervient aussi
dans la mesure de sin(2 beta) pour étiqueter la saveur du deuxième B dans les événements
contenant un B se désintégrant dans un état propre de CP. La charge du
kaon est directement liée à la saveur du B. Une des sources de kaons de mauvais
signe pouvant fausser l'étiquetage provient de désintégrations de mésons D
de mauvais signe (B -> D X).
Les modes de désintégration doublement charmés
B -> DDbar K sont un des modes donnant des D de mauvais signe. Les vingt-deux
modes de désintégration sont reconstruits de façon exclusive et leurs taux
de branchement calculés avec une précision suffisante pour établir que les désintégrations B -> DDbar K ne sont pas les seules sources de D de mauvais signe dans les désintégrations des mésons B.
des mésons B à partir de collisions entre électrons et positrons à une énergie égale
à la masse du Upsilon(4S). Le but premier de l'expérience a été de mesurer le paramètre
sin(2 beta) de la violation de la symétrie CP dans le modèle standard. Cette mesure
demande de connaître avec précision l'échelle de longueur absolue du détecteur.
Une méthode a été mise au point pour déterminer cette échelle, en utilisant les
interactions nucléaires dans la matière du détecteur et en particulier dans le tube
à vide de l'expérience. L'échelle de longueur du détecteur dans la direction des
faisceaux a ainsi été estimée avec une précision meilleure que 1 %. L'incertitude
liée à la détermination des longueurs par le détecteur dans les mesures des temps
de vie des B et de leur fréquence d'oscillation devient alors négligeable par rapport
aux autres erreurs systématiques.
Le contenu en kaons chargés des désintégrations des mésons B intervient aussi
dans la mesure de sin(2 beta) pour étiqueter la saveur du deuxième B dans les événements
contenant un B se désintégrant dans un état propre de CP. La charge du
kaon est directement liée à la saveur du B. Une des sources de kaons de mauvais
signe pouvant fausser l'étiquetage provient de désintégrations de mésons D
de mauvais signe (B -> D X).
Les modes de désintégration doublement charmés
B -> DDbar K sont un des modes donnant des D de mauvais signe. Les vingt-deux
modes de désintégration sont reconstruits de façon exclusive et leurs taux
de branchement calculés avec une précision suffisante pour établir que les désintégrations B -> DDbar K ne sont pas les seules sources de D de mauvais signe dans les désintégrations des mésons B.
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