Etude de la production de eta' de haute impulsion dans les désintégrations du méson B dans l'experience BaBar
Résumé
The work presented in this thesis relies on the analysis of data collected between october 1999 and July 2002 by the BaBar experiment at the PEP-II collider located at SLAG (Stanford, California). Electron-positron collisions at a center of mass energy equal to the Y (4S) resonance mass are used for the production of B meson pairs.
In July 2001, the BaBar collaboration published the first measurement of CP violation in the neutral B mesons system. Since then, the precision of the measurement has been continually being improved with the increasing data sample. Two devices are dedicated to the reconstruction of charged particles : the Silicon Vertex Tracker and the Drift Chamber. The Silicon Vertex Tracker is crucial for the reconstruction of the B meson decay vertex. Its motion with regard to the Drift Chamber needs a rolling calibration of the corresponding alignment parameters roughly every two hours. The relation between the Drift Chamber geometry and the alignment has been studied.
Beside CP violation, Heavy Flavour Physics is an other important issue of BaBar research program. Rare decays are of particular interest as they are sensible to a new physics beyond the Standard Model.
The production of high energy eta' in B decays has been studied through the two main contributions, B -> eta' Xs coming from the rare decay b -> s g*, and B0bar -> eta' D0 coming from the internal tree color-suppressed decay b -> c ubar d. The improvement of the measurement of the process B -> eta' Xs and the first observation of the decay B0bar -> eta' D0 have lead to the conclusion that the eta' production is dominated by the decay b -> s g* and enables to constrain its quark content.
In July 2001, the BaBar collaboration published the first measurement of CP violation in the neutral B mesons system. Since then, the precision of the measurement has been continually being improved with the increasing data sample. Two devices are dedicated to the reconstruction of charged particles : the Silicon Vertex Tracker and the Drift Chamber. The Silicon Vertex Tracker is crucial for the reconstruction of the B meson decay vertex. Its motion with regard to the Drift Chamber needs a rolling calibration of the corresponding alignment parameters roughly every two hours. The relation between the Drift Chamber geometry and the alignment has been studied.
Beside CP violation, Heavy Flavour Physics is an other important issue of BaBar research program. Rare decays are of particular interest as they are sensible to a new physics beyond the Standard Model.
The production of high energy eta' in B decays has been studied through the two main contributions, B -> eta' Xs coming from the rare decay b -> s g*, and B0bar -> eta' D0 coming from the internal tree color-suppressed decay b -> c ubar d. The improvement of the measurement of the process B -> eta' Xs and the first observation of the decay B0bar -> eta' D0 have lead to the conclusion that the eta' production is dominated by the decay b -> s g* and enables to constrain its quark content.
Le travail effectué dans cette thèse repose sur l'analyse de données enregistrées par l'expérience BaBar sur le collisionneur PEP-11 à SLAC (Stanford, Californie) entre le mois d'octobre 1999 et le mois de juillet 2002. Des collisions électrons-positrons à une énergie dans le centre de masse égale à la masse de la résonance Y (4S) sont utilisées pour produire des paires de mésons B.
Au mois de juillet 2001, la collaboration a publié la première mesure de la violation de la symétrie CP dans le système des B neutres. La précision de la mesure est constamment améliorée depuis. Deux structures servent à la reconstruction des trajectoires des particules chargées : le détecteur de vertex au silicium et la chambre à fils. Le détecteur de vertex est crucial pour la reconstruction du point de désintégration des B. Son mouvement par rapport au reste du détecteur, et en particulier la chambre à fils, nécessite une calibration courante de son alignement toutes les deux heures environ. Le lien entre la géométrie de la chambre à dérive et l'alignement a été étudié.
Outre le programme de violation de CP, l'étude de la dynamique des désintégrations du B est un autre volet important de l'activité de BaBar. Dans ce cadre, les désintégrations rares sont particulièrement importantes dans la mesure où elles pourraient permettre de détecter une nouvelle physique au delà du Modèle Standard.
La production de mésons eta' de haute impulsion dans les désintégrations des mésons B a été étudiée. Pour ce faire, les processus B -> eta' Xs provenant de la désintégration rare b -> s g* et B0bar -> eta' D0 provenant de la désintégration supprimée de couleur b -> c ubar d, qui sont les principales contributions à cette production, ont été considérés. L'amélioration de la mesure du processus B -> eta' Xs et la première observation du processus B0bar -> eta' D0 permettent d'une part d'établir que la production du eta' est dominée par la désintégration b -> s g* et d'autre part de contraindre la structure en quarks de ce méson.
Au mois de juillet 2001, la collaboration a publié la première mesure de la violation de la symétrie CP dans le système des B neutres. La précision de la mesure est constamment améliorée depuis. Deux structures servent à la reconstruction des trajectoires des particules chargées : le détecteur de vertex au silicium et la chambre à fils. Le détecteur de vertex est crucial pour la reconstruction du point de désintégration des B. Son mouvement par rapport au reste du détecteur, et en particulier la chambre à fils, nécessite une calibration courante de son alignement toutes les deux heures environ. Le lien entre la géométrie de la chambre à dérive et l'alignement a été étudié.
Outre le programme de violation de CP, l'étude de la dynamique des désintégrations du B est un autre volet important de l'activité de BaBar. Dans ce cadre, les désintégrations rares sont particulièrement importantes dans la mesure où elles pourraient permettre de détecter une nouvelle physique au delà du Modèle Standard.
La production de mésons eta' de haute impulsion dans les désintégrations des mésons B a été étudiée. Pour ce faire, les processus B -> eta' Xs provenant de la désintégration rare b -> s g* et B0bar -> eta' D0 provenant de la désintégration supprimée de couleur b -> c ubar d, qui sont les principales contributions à cette production, ont été considérés. L'amélioration de la mesure du processus B -> eta' Xs et la première observation du processus B0bar -> eta' D0 permettent d'une part d'établir que la production du eta' est dominée par la désintégration b -> s g* et d'autre part de contraindre la structure en quarks de ce méson.