Time alignment of the electromagnetic and hadronic calorimeters, reconstruction of the $B\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}, B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ and $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(892)$ decay channels with the LHCb detector
Alignement en temps des calorimètres électromagnetique et hadronique, sélection des canaux $B\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}, B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ and $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(892)$ avec le détecteur LHCb.
Résumé
This thesis has been performed in the framework of the LHCb experiment installed on the LHC proton-proton collider at CERN. First, we have developed an asymmetry-based method to time align both the electromagnetic (ECAL) and hadronic (HCAL) calorimeters. We have shown that with 450 GeV beams and without the magnetic field 55 000 minimum bias events are necessary to time align, with a precision of 0.5 ns, 84 $\%$ of the ECAL cells and 96 $\%$ of the HCAL cells. During the commissioning we have analyzed over a million cosmic events and checked that the internal time alignment of the ECAL and HCAL is better than 1 ns. We have adjusted the relative time alignment between the ECAL and the HCAL to 2 ns. On 10 $^{th}$ of September 2008, the LHC delivered one hour of beam. The interaction between a collimator located upstream of LHCb and the beam leads to the production of hadronic showers, detected in the HCAL. We have shown that the global time alignment of the HCAL and the LHC clocks is about 0.8 ns. We have studied the $B_{d}\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}$, $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ et $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(892)$ decay modes. All three modes have a neutral pion in the final state. We developed a method that selects signal events and minimizes the $b\bar{b}$ background. With a nominal year of data, we expect 450 000 events for the $B_{d}\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}$ mode , 71 000 events for the $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ mode and 1300 events for the $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(892)$ mode, with a background over signal fraction varying between 1.6 and 6.
Cette thèse a été effectué sur l'expérience LHCb, située sur le collisionneur proton-proton LHC au CERN. Sa première partie porte sur l'alignement en temps des calorimètres. Nous décrivons une méthode basée sur une asymétrie permettant d'assurer l'alignement en temps des calorimètres électromagnétique (ECAL) et hadronique (HCAL). Nous montrons qu'avec des faisceaux de 450 GeV, et en l'absence du champ magnétique, il faut 55 000 événements minimum bias pour aligner en temps 84$\%$ des cellules du ECAL et 96 $\%$ des cellules du HCAL avec une précision de 0.5 ns. Lors de la mise en service des sous-détecteurs, nous avons analysé plus d'un million d'événements cosmiques, et vérifié que l'alignement interne est meilleur que 1 ns dans le ECAL et le HCAL. D'autre part nous avons aligné en temps le ECAL et le HCAL et obtenu une précision de l'ordre de 2 ns. Grâce aux gerbes hadroniques produites par le faisceau du LHC le 10 septembre 2008, nous avons montré que l'alignement global du HCAL avec l'horloge du LHC est de l'ordre de 0.8 ns.\\ La seconde partie de cette thèse porte sur la reconstruction des canaux $B_{d}\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}$, $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ et $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(892)$. Une mé\-thode multivariable a été utilisée pour sélectionner les événements de signal et minimiser le bruit de fond $b\bar{b}$. Avec une année nominale de prise de données à LHCb, on attend 450 000 événements $B_{d}\rightarrow D^{-}\rho(770)^{+}$ , 71 000 événements $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}\rho(770)^{+}$ et 1300 événements $B_{s}\rightarrow D_{s}^{-}K^{*+}(8 92)$ avec des rapports signal sur bruit variant entre 1.6 et 6.