Etude de la violation de CP dans le canal B0 -> J/Psi K0s et développement d'un compteur Tcherenkov à aerogel
Résumé
CP violation and the mass generation problem, will be the two fundamental points for Particle Physics at the dawn of the third millennium. The BaBar experiment, which is installed at PEP-II SLAC B-factory, aims to study CP violation in the B meson system. It will be then possible to test the standard model explanation of CP
violation and may be to highlight new sources.
In order to study CP violation with the BaBar experiment it is mandatory to identify most of the produced particles. The first part of this thesis presents the study we carried out on a project of Cherenkov aerogel threshold counters for pions kaons separation in the momentum region between 0.5 and 4.3 GeV/c. This study includes:
preliminary researches on materials (reflecting wrappings, wavelength shifters and aerogel), cells and light guides geometry and prototypes simulation. Test beams results have shown the feasibility of such a detector.
The second part of this thesis deals with the CP parameter measurement that could be achieved at the BaBar experiment for the B0 -> J/Psi K0s channel, where the J/Psi disintegrates in lepton mode. Are studied: the reconstruction efficiency, background level, tagging efficiency as well as the resolutions on the Bs vertexes
positions. The measurement of the expected asymmetry is made with a probabilistic method or a fit and the resolution on the parameter sin 2b that could be achieved is estimated. It is then shown that an uncertainty of 0.085 on sin 2b could be reached in 1 year of data taking at the BaBar experiment, corresponding to an integrated
luminosity of 30 fbarn-1.
violation and may be to highlight new sources.
In order to study CP violation with the BaBar experiment it is mandatory to identify most of the produced particles. The first part of this thesis presents the study we carried out on a project of Cherenkov aerogel threshold counters for pions kaons separation in the momentum region between 0.5 and 4.3 GeV/c. This study includes:
preliminary researches on materials (reflecting wrappings, wavelength shifters and aerogel), cells and light guides geometry and prototypes simulation. Test beams results have shown the feasibility of such a detector.
The second part of this thesis deals with the CP parameter measurement that could be achieved at the BaBar experiment for the B0 -> J/Psi K0s channel, where the J/Psi disintegrates in lepton mode. Are studied: the reconstruction efficiency, background level, tagging efficiency as well as the resolutions on the Bs vertexes
positions. The measurement of the expected asymmetry is made with a probabilistic method or a fit and the resolution on the parameter sin 2b that could be achieved is estimated. It is then shown that an uncertainty of 0.085 on sin 2b could be reached in 1 year of data taking at the BaBar experiment, corresponding to an integrated
luminosity of 30 fbarn-1.
La violation de CP et le problème de la génération des masses, seront les deux
questions fondamentales posées à la recherche en Physique des Particules à l'aube du
troisième millénaire. L'expérience BaBar, installée auprès de l'usine à B, PEP-II du
SLAC, se propose d'étudier la violation de CP dans le système des mésons beaux.
Elle permettra de tester la cohérence du Modèle Standard avec la violation de CP
mesurée ou de mettre en évidence de nouvelles sources de violation de CP.
Pour l'étude des canaux de violation de CP avec BaBar il est fondamental
d'identifier les particules produites au cours des désintégrations. La première partie
de mon travail de thèse porte sur l'étude que nous avons effectuée sur un projet de
compteur Cherenkov à seuil en aérogel dans le but d'identifier les particules chargées
et en particulier de séparer les pions des kaons entre 0.5 et 4.3 GeV/c. Cette étude
inclut : les recherches préliminaires sur les matériaux employés (réflecteurs, décaleurs
de longueur d'onde et aérogels), la géométrie des cellules et des guides de lumière et
la simulation des prototypes. Des tests en faisceau ont démontré la faisabilité de ce
détecteur.
La deuxième partie de mon travail de thèse porte sur l'étude du potentiel
d'extraction des paramètres de violation de CP de l'expérience BaBar pour le canal
B0 -> J/Psi K0s où le J/Psi, se désintègre en mode leptonique. Sont étudiés : l'efficacité
de reconstruction, le niveau du bruit de fond, les performances d'étiquetage du B
ainsi que les résolutions sur la position des vertex de désintégration des B. A partir
de cela, l'étude de l'asymétrie, par une méthode probabiliste ou d'ajustement, nous
permet d'estimer la résolution sur le paramètre sin ,. du triangle d'unitarité. Une
incertitude de 0.085 sur sin 2b pourra être atteinte par l'expérience BaBar en 1 an
de prise de données, à une luminosité intégrée de 30 fbarn-1.
questions fondamentales posées à la recherche en Physique des Particules à l'aube du
troisième millénaire. L'expérience BaBar, installée auprès de l'usine à B, PEP-II du
SLAC, se propose d'étudier la violation de CP dans le système des mésons beaux.
Elle permettra de tester la cohérence du Modèle Standard avec la violation de CP
mesurée ou de mettre en évidence de nouvelles sources de violation de CP.
Pour l'étude des canaux de violation de CP avec BaBar il est fondamental
d'identifier les particules produites au cours des désintégrations. La première partie
de mon travail de thèse porte sur l'étude que nous avons effectuée sur un projet de
compteur Cherenkov à seuil en aérogel dans le but d'identifier les particules chargées
et en particulier de séparer les pions des kaons entre 0.5 et 4.3 GeV/c. Cette étude
inclut : les recherches préliminaires sur les matériaux employés (réflecteurs, décaleurs
de longueur d'onde et aérogels), la géométrie des cellules et des guides de lumière et
la simulation des prototypes. Des tests en faisceau ont démontré la faisabilité de ce
détecteur.
La deuxième partie de mon travail de thèse porte sur l'étude du potentiel
d'extraction des paramètres de violation de CP de l'expérience BaBar pour le canal
B0 -> J/Psi K0s où le J/Psi, se désintègre en mode leptonique. Sont étudiés : l'efficacité
de reconstruction, le niveau du bruit de fond, les performances d'étiquetage du B
ainsi que les résolutions sur la position des vertex de désintégration des B. A partir
de cela, l'étude de l'asymétrie, par une méthode probabiliste ou d'ajustement, nous
permet d'estimer la résolution sur le paramètre sin ,. du triangle d'unitarité. Une
incertitude de 0.085 sur sin 2b pourra être atteinte par l'expérience BaBar en 1 an
de prise de données, à une luminosité intégrée de 30 fbarn-1.
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