Study of the B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ decay with the LHCb experiment : angular analysis and measurement of the ratio RK

Etude de la désintégration B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ avec l’expérience LHCb : analyse angulaire et mesure du rapport RK

Samuel Coquereau (1)

1 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies

Rare beauty decays proceed mostly through the b→s Flavor Changing Neutral Current, which is possible only at loop level in the Standard Model. These FCNC processes are subject to GIM suppression leading to a rare decay. Therefore the b→s processes are good tools to look for New Physics phenomenon beyond the Standard Model. New Physics particle could become detectable by causing deviation from the Standard Model predictions for observables such as angular observables, branching ratio or CP asymmetries. This thesis present the angular analysis of the B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ decay with the whole dataset collected by lhcb during the first run of the lhc. The full set of the angular observables has been measured through a maximum likelihood fit, thanks to an improved selection and the 3 fb⁻¹ of data collected in 2011 and 2012 by lhcb. In addition, the analysis on the measurement of the ratio R_{K*} has also been presented and the results are expected by the end of 2015.

Les désintégrations de quark b rares interviennent principalement via des courant neutres changeant la saveur, (Flavor Changing Neutral Current, FCNC en anglais). Le modèle Standard n'autorise les courants qu'au niveau des boucles. Ces processus FCNC sont sujets à une suppression de GIM conduisant à des processus rares. Par conséquent les désintégration b→s sont de très bon outils pour la recherche de phénomène de Nouvelle Physique au delà du Modèle Standard. Cette thèse présente l'analyse angulaire de la désintégration B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ avec l'ensemble des données collecté par l'expérience lhcb durant le run I du lhc. La complète série des observable angulaires a été mesuré via un ajustement d'une fonction de vraisemblance, grâce à une sélection amélioré et les 3 fb⁻¹ de donné collecté en 2011 et 2012 par lhcb. Par ailleurs, l'analyse du rapport R_{K*} est également présenté et les résultats sont attendu pour la fin de l'année 2015.

Mots clés: Heavy flavor; Rare decay

Mots clés: Modèle Standard; Nouvelle Physique; LHCb; Désintégration de mésons beaux; FCNC; LHC

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

Samuel Coquereau. Study of the B⁰→K*⁰μ⁺μ⁻ decay with the LHCb experiment : angular analysis and measurement of the ratio RK. High Energy Physics - Experiment [hep-ex]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. ⟨NNT : 2015PA066366⟩. ⟨tel-01267248⟩