Calibration of the flavour tagging algorithm of the LHCb experiment by the measurement of sin (2b).

Étalonnage de l'algorithme d'étiquetage de la saveur par la mesure de sin (2b) dans LHCb

Stèphane Poss (1)

1 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

The thesis objective is to develop a procedure for the calibration of LHCb's flavour tagging algorithm. This algorithm is fondamental for many CP violating parameters' measurements. The chosen reference measurement is sin(2b) because it is very well known. In the first part of this document, we present the theoretical context of this work, with a presentation of the origin of the CP violating observables of the Standard Model of particle physics. Then we present the experimental apparatus, the LHCb detector, with a review of its subdetectors. The third part decribes the flavour tagging algorithm, with a presentation of the chosen taggers, and the selection optimization. It also gives the expected performance. The next chapter discusses the selection procedure for one of the control channels used in the algorithm's optimization. The fifth part presents the procedure for the extraction of the wrong tag fraction from an other control channel. This wrong tag fraction is a fondamental parameter of the flavour taggign algorithm. Finally, the last chapter shows how this wrong tag fraction is used in the measurement of sin(2b), and what are the consequences of an error on this fraction. We show that with one year of data taking, le sensitivity to sin(2b) is sufficient to contrôle the flavour tagging algorithm.

L'objectif de la thèse est de proposer une procédure pour l'étalonnage de l'algorithme d'étiquetage de la saveur de l'expérience LHCb. Cet algorithme est fondamental pour de nombreuses mesures de paramètre de la violation de la symétrie CP. La mesure de référence est celle de sin(2b) car ce paramètre est très bien connu. Dans la première partie de ce document, nous présentons le cadre théorique du travail, avec une présentation de l'origine des observables de violation de la symétrie CP dans le Modèle Standard de la physique des particules. La deuxième partie présente le détecteur LHCb, avec une revue de ses sousdétecteurs. La troisième partie montre l'algorithme d'étiquetage de la saveur, avec une présentation des estimateurs choisis, ainsi que la procédure d'optimisation utilisée. Cette partie donne enfin les performances attendues. Le chapitre suivant présente l'étude de la sélection d'un canal de contrôle utilisé pour l'optimisation de l'algorithme. La cinquième partie présente la procédure d'extraction de la fraction de mauvais étiquetage depuis un autre canal de contrôle. Cette fraction de mauvais étiquetage est un paramètre fondamental de l'algorithme. Enfin, le dernier chapitre montre comment cette fraction de mauvais étiquetage est utilisée dans la mesure de sin(2b), et quels sont les conséquences d'une erreur sur cette fraction. On montre qu'avec une année de prise de données, la sensibilité à sin(2b) est suffisante pour contrôler l'algorithme. Mots clés : étalonnage, étiquetage de la saveur, LHCb, fraction de mauvqais étiquetage, violation de la symétrie CP, sin(2b), maximum de vraisemblance

Mots clés: Calibration; flavour tagging; wrong tag fraction; CP violation; maximum likelihood

Mots clés: étalonnage; étiquetage de la saveur; LHCb; fraction de mauvais étiquetage; violation de la symétrie CP; sin(2b); maximum de vraisemblance

Domaines: Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]; Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

Stèphane Poss. Étalonnage de l'algorithme d'étiquetage de la saveur par la mesure de sin (2b) dans LHCb. Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00430205⟩