Study of the Ds to K+ K- e+ nu decay channel with the Babar experiment
Etude de la désintégration Ds+ en K+K- e+ nu dans l'experience Babar
Résumé
Charm semilpetonic decays allow a validation of lattice QCD calculations through the measurement of the hadronic form factors, which caracterize the effect of strong interaction in these reactions. The accuracy of such calculations is crucial for the improvement of the test of the standard model in flavour physics. This thesis presents a study of the D_s+ -> K+ K- e+ nu channel using 214 fb-1 recorded by de Babar experiment.
For events with a K+K- mass in the range between 1.01 GeV/c2 and 1.03 GeV/c2, the phi -> K+K- is the dominant component. Using the simple pole model to parameterize the q2 dependence of the form factors V(q2), A1(q2) and A2(q2) the following ratios are measured at q2=0: r_V=V(0)/A_1(0)=1.868 +/- 0.061 +/- 0.079, r2=A_2(0)/A_1(0)=0.763 +/-0.072 +/-0.062. The mass pole of the axial-vector form factor is also obtained: mA=(2.30^{+0.24}_{-0.18}+/-0.21) GeV/c2.
In the same mass range, the semileptonic branching fraction, relative to the Ds+ -> \phi\pi channel, is measured, and the abolute normalisation of the axial-vector form factor is extracted: A_1(q2=0) = 0.605 +/- 0.012 +/- 0.018 +/- 0.018. The stated errors refer to the statistical, systematic and errors from external inputs, respectively.
An S wave component in the K+K- system, possibly originating from a f0, is also studied through its interference with the $\phi$. An S wave component is observed for the first time in this decay channel with a 5 sigma significance.
For events with a K+K- mass in the range between 1.01 GeV/c2 and 1.03 GeV/c2, the phi -> K+K- is the dominant component. Using the simple pole model to parameterize the q2 dependence of the form factors V(q2), A1(q2) and A2(q2) the following ratios are measured at q2=0: r_V=V(0)/A_1(0)=1.868 +/- 0.061 +/- 0.079, r2=A_2(0)/A_1(0)=0.763 +/-0.072 +/-0.062. The mass pole of the axial-vector form factor is also obtained: mA=(2.30^{+0.24}_{-0.18}+/-0.21) GeV/c2.
In the same mass range, the semileptonic branching fraction, relative to the Ds+ -> \phi\pi channel, is measured, and the abolute normalisation of the axial-vector form factor is extracted: A_1(q2=0) = 0.605 +/- 0.012 +/- 0.018 +/- 0.018. The stated errors refer to the statistical, systematic and errors from external inputs, respectively.
An S wave component in the K+K- system, possibly originating from a f0, is also studied through its interference with the $\phi$. An S wave component is observed for the first time in this decay channel with a 5 sigma significance.
Les désintégrations semileptoniques du charme permettent une validation des calculs de QC D sur réseau grace à la mesure de facteurs de forme hadroniques qui décrivent l'effet de l'interaction forte dans ces réactions.
La précision de ces calculs joue un role crucial dans l'amélioration des tests du modèle standard dans le domainde des saveurs. Cette thése présente une etude du canal Ds+ --> K+K- e+ nu_, utilisant 214 fb-1 de données collectées par l'expérience Babar. Pour les évènements ayant une masse K+K- dans l'intervalle entre 1.01 et 1.03 GeV/c2, le phi to K+K- est le canal dominant. En utilisant le modèle des poles simples pour paramétrer la dépendance en q2 des facteurs de forme V(q2), A1(q2) et A2(q2), les rapports suivant sont mesurés à q2=0 : r_V=V(0)/A_1(0)=1.868 +/- 0.061 +/- 0.079, r_2=A_2(0)/A_1(0)=0.763 +/- 0.072+/-0.062.
La masse du pole du facteur de forme axial-vecteur est egalement obtenue: m_A=(2.30^{+0.24}_{-0.18}\pm0.21) GeV.c2. Dans le meme intervalle de masse, le rapport d'embranchement relatif au canal Ds+ -> phi pi+, est mesuré, et la normalisation absolue du facteur de forme A1(0) en est déduite: A_1(q^2=0) = 0.605 +/- 0.012 +/- 0.018 +/- 0.018. Les erreurs mentionnées correspondent aux incertitudes statistique, systématique et à celle due aux mesures exterieures à cette analyse.
Enfin, le systeme K+K- en onde S, pouvant etre issu du f_0, est etudié à travers son interférence avec le phi. Une composante d'onde S est observée dans ce canal pour la première fois à plus de 5 sigma.
La précision de ces calculs joue un role crucial dans l'amélioration des tests du modèle standard dans le domainde des saveurs. Cette thése présente une etude du canal Ds+ --> K+K- e+ nu_, utilisant 214 fb-1 de données collectées par l'expérience Babar. Pour les évènements ayant une masse K+K- dans l'intervalle entre 1.01 et 1.03 GeV/c2, le phi to K+K- est le canal dominant. En utilisant le modèle des poles simples pour paramétrer la dépendance en q2 des facteurs de forme V(q2), A1(q2) et A2(q2), les rapports suivant sont mesurés à q2=0 : r_V=V(0)/A_1(0)=1.868 +/- 0.061 +/- 0.079, r_2=A_2(0)/A_1(0)=0.763 +/- 0.072+/-0.062.
La masse du pole du facteur de forme axial-vecteur est egalement obtenue: m_A=(2.30^{+0.24}_{-0.18}\pm0.21) GeV.c2. Dans le meme intervalle de masse, le rapport d'embranchement relatif au canal Ds+ -> phi pi+, est mesuré, et la normalisation absolue du facteur de forme A1(0) en est déduite: A_1(q^2=0) = 0.605 +/- 0.012 +/- 0.018 +/- 0.018. Les erreurs mentionnées correspondent aux incertitudes statistique, systématique et à celle due aux mesures exterieures à cette analyse.
Enfin, le systeme K+K- en onde S, pouvant etre issu du f_0, est etudié à travers son interférence avec le phi. Une composante d'onde S est observée dans ce canal pour la première fois à plus de 5 sigma.