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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

 

Tesi etd-09052008-143117


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
GAROSI, PAOLA
URN
etd-09052008-143117
Titolo
Ricostruzione del decadimento B^- -> D^0_{DCS} pi^- a CDF
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
SCIENZE FISICHE
Commissione
Relatore Prof. Punzi, Giovanni
Relatore Dott. Squillacioti, Paola
Parole chiave
  • analisi dati
  • ottimizzazione
  • pseudo likelihood ratio
  • fit massima likelihood
  • CDF II
Data inizio appello
23/09/2008;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
La violazione della simmetria CP nei
processi deboli ha da molto tempo un ruolo centrale nella fisica
delle interazioni fondamentali ed e' legata sia alla ricerca di possibile
fisica al di la' del Modello Standard, che alla comprensione di problemi di tipo
cosmologico, come la predominanza della materia rispetto all'antimateria nell'universo.
Nel Modello Standard, la violazione di CP nel settore dei quarks e' determinata da una
singola fase complessa nella matrice unitaria di Cabibbo Kobayashi Maskawa (CKM).
Dalla condizione di unitarieta' e' possibile costruire un
triangolo nel piano complesso, i cui angoli,
(alpha, beta e gamma), sono legati alle asimmetrie CP
osservabili nei decadimenti dei mesoni B.

In particolare, l'angolo gamma puo' essere estratto
dalla misura di Branching Fractions e asimmetrie CP nei decadimenti di tipo
B^- -> D^0 K^- con incertezza teorica piccola
(circa 1 %) perche' interviene a livello albero.
Malgrado siano gia' state eseguite diverse misure di questi modi di decadimento,
la precisione attuale della determinazione di gamma e' ancora limitata dalle incertezze statistiche.

L'abbondante produzione di B in collisioni adroniche offre in linea
di principio una buona opportunita' per migliorare la precisione di
queste misure incrementando la dimensione dei campioni.
La continua crescita della luminosita' del Tevatron collider ha ormai messo a
disposizione grandi campioni dei decadimenti B^- -> D^0 K^-. In prospettiva, campioni ancora piu' grandi sono attesi a LHCb.
Tuttavia, l'utilita' dei campioni prodotti in collisioni adroniche e' strettamente legata
alla possibilita' di ottenere una buona separazione del segnale dal fondo.

In questa tesi viene presentata l'analisi di un campione di dati
raccolti dall'esperimento CDF al collisionatore p p bar Tevatron (luminosita' integrata di L = 2.4 fb^{-1},
con lo scopo di ricostruire i modi di
decadimento: B^- -> D^{0}_{DCS} K^- e B^- -> D^{0}_{DCS}\pi^-, dove D^{0}_{DCS} indica il
decadimento Doppiamente Cabibbo-Soppresso D^0 -> K^+ \pi^-.

Il canale B^- -> D^{0}_{DCS} K^- e' tra i piu' utili per l'estrazione di una misura di
gamma, in quanto l'effetto di interferenza e' particolarmente grande
ma e' anche il piu' difficile dal punto di vista
sperimentale, data la piccolezza del Branching Ratio aspettato, e
non e' stato ancora osservato. Poche decine di eventi sono stati
invece ricostruiti per il canale simile ma leggermente piu' abbondante B^- -> D^{0}_{DCS}\pi^-. Per questo motivo, la ricostruzione di questi
due canali e' un ottimo test per la fattibilita' della misura di
gamma in collisioni adroniche.

La tecnica utilizzata e' stata quella di ricostruire sia il canale
favorito B^- -> [K^- \pi^+] h^- che quello DCS B^-
-> [K^+ \pi^-] h^- e di estrarre il numero di eventi attraverso un fit unbinned di massima Likelihood che utilizza le informazioni sulla cinematica dei decadimenti.
La selezione del campione fa uso di un taglio su un Likelihood-Ratio
basato su una combinazione di variabili cinematiche, ottimizzato per massimizzare la figura di merito
S/(1.5 + \sqrt{B}).

Il risultato dell'analisi e' stato la prima ricostruzione di un segnale B^- -> D^{0}_{DCS}
\pi^- in collisioni adroniche.
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