Studies of B0d meson properties with the ATLAS experiment

Abstract

Title: Studies of B0 d meson properties with the ATLAS experiment Author: Marek Biroš Institute: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor: doc. RNDr. Pavel Řezníček Ph.D., Institute of Particle and Nuclear Physics Abstract: A precision measurement of the effective lifetime of the B0 d meson τB0 d with the ATLAS detector is presented. The decay channel B0 d → J/ψK∗0 is used with a dataset corresponding to an integrated luminosity of 140.1 fb−1 of proton-proton collisions at √ s = 13 TeV, recorded during Run 2 of the LHC. A two-dimensional unbinned maximum likelihood fit to the invariant mass and proper decay time distributions is employed to separate signal and background components and to extract the effective lifetime of the B0 d meson. The analysis incorporates advanced statistical techniques, including per-event proper decay time uncertainties and the sPlot technique. The average decay width Γd is also extracted using external inputs. Furthermore, the ratio Γd/Γs is determined as well combining with the previous ATLAS measurement of Γs. The measured values are: τB0 d = 1.5053 ± 0.0012 (stat) ± 0.0035 (syst) ps, Γd = 0.6639 ± 0.0005 (stat.) ± 0.0016 (syst.) ± 0.0038 (ext.) ps−1 , Γd/Γs = 0.9905 ± 0.0022 (stat.) ± 0.0036 (syst.) ± 0.0057 (ext.). These results are consistent with Standard Model...

Názov: Štúdium vlastností B0 d mezónu na experimente ATLAS Autor: Marek Biroš Ústav: Ústav časticovej a jadrovej fyziky Vedúci práce: doc. RNDr. Pavel Řezníček Ph.D., Ústav časticovej a jadrovej fyziky Abstrakt: Dizertačná práca prezentuje výsledky merania efektívnej doby života B0 d me- zónu τB0 d na experimente ATLAS. Použitý je rozpadový kanál B0 d → J/ψK∗0 s datasetom zodpovedajúcim integrovanej luminozite 140,1 fb−1 protón-protónových zrážok pri energii √ s = 13 TeV, zaznamenanou počas Run 2 na LHC. Na rozpoznanie signálu a pozadia a aj samotnú extrakciu efektívnej doby života B0 d mezónu je použitá metóda maximálnej vierohodnosti (popisujúca súčasne invariantnú hmotnosť a čas rozpadu B0 d mezónu). Ana- lýza zahŕňa pokročilé štatistické techniky, vrátane popisu chyby neistoty času rozpadu pre jednotlivé udalosti zvlášť a techniky sPlot. Priemerná rozpadová šírka B0 d mezónu Γd je taktiež extrahovaná pomocou externých vstupov. Okrem toho je určený aj pomer Γd/Γs v kombinácii s predchádzajúcim meraním Γs na detektore ATLAS. Namerané hodnoty sú: τB0 d = 1.5053 ± 0.0012 (stat) ± 0.0035 (syst) ps, Γd = 0.6639 ± 0.0005 (stat.) ± 0.0016 (syst.) ± 0.0038 (ext.) ps−1 , Γd/Γs = 0.9905 ± 0.0022 (stat.) ± 0.0036 (syst.) ± 0.0057 (ext.). Tieto výsledky sú v súlade s predpoveďami štandardného modelu a predstavujú...