Study of CP violation in B0->J/psi(ee) Ks decay, electron identification and reconstruction in LHCb experiment
Etude de la violation de CP dans le canal B0->J/psi(ee) Ks, identification et reconstruction des électrons dans l'expérience LHCb
Résumé
LHCb experiment is dedicated to the study of CP violation in B meson system and rare B meson decay. In 2000, the collaboration decided to modify the spectrometer in order to minimize the amount of matter seen by particles and to optimise the trigger. It is the context of this thesis that is divided in three parts. First is relative to the electron identification and to the recovery of Bremsstrahlung photons emitted by electrons when they pass through matter. Electron identification is mainly based on information provided by calorimeter system but also uses RICH and muon system. A method based on reference histograms had been developed which combine information provided by these detectors. Electron identification efficiency, for electrons in ECAL acceptance is 95% and the pion misidentification rate 0.7% with a 65% purity of electron sample. Bremsstrahlung recovery allows the selection of J/psi decaying in e+e- pair and of B0d→ J/ps(ee) Ks channel which are described in the second part. The selection of this channel was developed in order to get an acceptable selection efficiency with a good rejection of background. A set of cinematic and topological cuts were designed and total selection efficiency is 0.176%, corresponding to 28000 untagged events reconstructed by year, with a ratio B/S included in [0.017;0.069] (at 90% of confidence level) for inclusive bb background. In the third part, B meson flavour tagging is presented. The addition of information provided by the vertex locator allows to reject electron coming from conversion and to improve slightly the performances. The sin(2beta) LHCb sensibility from B0d→ J/psi Ks decay is also determined. Statistical error, expected after one year of data taking, corresponding to an integrated luminosity of 2 fb-1 and bb pair cross section of 0.5 mb, vary from 0.015 to 0.020 according to the values of sin(2b), |lamda f| and B/S.
LHCb est une expérience dédiée à l'étude de la violation CP dans le système des mésons B et à l'étude de leurs désintégrations rares. En 2000, la collaboration a décidé de modifier son appareillage pour minimiser la matière rencontrée par les particules et optimiser le système de déclenchement. C'est dans ce contexte que se place cette thèse qui comprend trois parties. La première est relative à l'identification des électrons qui est principalement basée sur l'information fournie par le système des calorimètres mais tire aussi profit des mesures du RICH et du détecteurs à muons. L'efficacité d'identification des électrons est environ 94% avec un taux d'identification de pions comme électrons égal à 0.7% et une pureté de l'échantillon d'électrons de 65%. Dans la première partie est aussi présentée la reconstruction des photons Bremsstrahlung, qui permet une sélection du J/psi se désintégrant en paire e+e- et ainsi celle du canal B0d→ J/psi(ee) Ks. La deuxième partie décrit la sélection de ce canal qui consiste en un ensemble de coupures cinématiques et topologiques. L'efficacité totale de sélection est 0.176% correspondant à 28000 événements reconstruits par an, avec un rapport B/S, pour le fond bb inclusif, comprit dans l'intervalle à 90% de niveau de confiance [0.017;0.069]. Enfin, dans la dernière partie sont présentées les méthodes d'étiquetage de la saveur des mésons B. L'ajout de l'information fournie par le détecteur de vertex permet de rejeter les électrons issus de conversion de photon et ainsi d'améliorer sensiblement les performances. Ces performances ont ensuite été utilisées pour déterminer la sensibilité de l'expérience LHCb à la mesure de sin(2beta). L'erreur statistique attendue sur sin(2beta), après un an de prise de données correspondant à une luminosité intégrée de 2 fb-1 et une section efficace de production des paires bb de 0.5 mb, varie de 0,015 à 0.020 en fonction des paramètres sin(2b) et |lambda f| et du niveau de bruit de fond.
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