Study of lepton flavour universality in the Belle II experiment

Abstract

This thesis studies lepton flavour universality using experimental data from the Belle II experiment at the SuperKEKB accelerator in Tsukuba, Japan. Lepton universality is a property of the Standard Model of elementary particles which im- plies that leptons of all three generations have equal couplings to the electroweak gauge bosons. High precision measurements can probe lepton interactions and search for possible discrepancies with respect to theoretical predictions and help us understand the origin of particle generations. Electron-muon universality can be tested by measuring the Rµ ratio which compares the branching ratios of τ lepton decays τ± → e± νν̄ and τ± → µ± νν̄. The thesis presents preliminary re- sults of Rµ measurement, achieving significant improvement in precision thanks to high signal purity and newly developed method of trigger efficiency estimation.

Tato práce se zabývá studiem leptonové universality v analýze experimentálních dat z experimentu Belle II na urychlovači SuperKEKB v Cukubě, Japonsko. Leptonová univerzalita vychází ze Standardního Modelu elementárních částic a znamená, že leptony všech tří generací mají stejně velkou vazbovou konstandu k elektroslabé interakci. Měřením interakcí částic s vysokou přesností můžeme v experimentech hledat nepatrné odchylky od předpovědí teoretického modelu a pokusit se tak porozumět původu generací částic. Univerzalitu elektronu a mionu lze testovat měření poměru Rµ, který porovnává relativní pravděpodobnosti roz- padů leptonu τ, konkrétně τ± → e± νν̄ a τ± → µ± νν̄. Tato práce prezentuje předběžné výsledky měření Rµ, ve kterých dosahuje významného snížení experi- mentální nejistoty měření díky velmi čistému signálu a nově vyvinutou metodou pro určení účinnosti triggeru.