Opposite-side flavour tagging in the the Bs meson system
| Title: | Opposite-side flavour tagging in the the Bs meson system |
| Author(s): | Järvinen, Terhi |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics |
| Discipline: | Physics |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2013 |
| Abstract: |
The neutral B_s meson consisting of \mathrm{\bar{b}} and s quarks can decay through the channel B_s → J/ψ Φ The B_s can on-flight mix with its antiparticle \mathrm{\bar{B}}_\mathrm{s} that can also decay to the J / ψΦ final state. The identification of the b quark flavour of the B_s meson at the production time is crucial for measurement of the phase Φ_s, a parameter describing the CP violation between the B_s meson eigenstates.
Different types of flavour tagging methods have been developed to extract the initial flavour of decayed neutral B mesons. Since the b quarks at the LHC are produced as b\mathrm{\bar{b}} pairs, one method to identify the B_s flavour is to use muons that originate from decays of hadronised b quarks on the opposite side of the signal meson.
In this work, the flavour tagging performance of muons from the opposite-side B hadron decays were studied. The flavour tagging was done for the B_s → J / ψΦ channel and the reference channel B^{+} → J / ψK^{+} with simulated B_s and B^{+} events as well as B^{+} data. This study verifies the flavour tagging performance obtained from simulated B_s events with real B^{+} data since flavour tagging cannot be directly done for B_s events reconstructed from the collision data.
The tagging performances obtained from all the three samples are in agreement. The wrong tag fraction of the B^{+} data is (29 ± 0.8) %, the tagging efficiency is (4.03 ± 0.07) % and the tagging power is (0.65 ± 0.04) %. The tagging performance obtained from the B^+ data is compatible with the flavour tagging results obtained by the LHCb experiment.
Neutraali B_s-mesoni, joka koostuu \mathrm{\bar{b}}- ja s-kvarkeista, voi hajota kanavan B_s → J/ψΦ kautta. Lisäksi B_s-mesoni voi ennen hajoamistaan sekoittua antihiukkasensa kanssa ja antihiukkanen voi myös hajota lopputilaan J / ψΦ. B_s-mesonin sisältämän b-kvarkin maun määritys (flavour tagging) on olennainen osa heikon vaiheen Φ_s mittaamista. Heikko vaihe kuvaa CP-symmetriarikkoa B_s-mesonin ominaistilojen välillä.
Neutraalien B-mesonien maun määritykseen on kehitetty erilaisia menetelmiä ja eräs niistä on vastapuolen maun tunnistus (opposite-site flavour tagging). Menetelmä perustuu siihen, että LHC:n protoni-protoni törmäyksissä b-kvarkkeja syntyy b\mathrm{\bar{b}}-pareina. Jos toinen b-kvarkeista hadronisoituu B_s-mesoniksi ja jäljellä oleva kvarkki joksikin B-hadroniksi, voidaan vastapuolen B-hadronin hajoamista tutkimalla päätellä B_s-mesonin maku. Tunnistuksessa voidaan esimerkiksi käyttää myoneja, jotka tulevat vastapuolen B-hadronin semileptonisista hajoamisista.
Työssä tutkittiin B_s-mesonin maun tunnistamista myoneilla. Koska B_s-mesonin makua ei voida määrittää oikealla törmäysdatalla lopputilasta J / ψΦ, tutkimuksessa käytettiin hajoamiskanavan B_s → J / ψΦ lisäksi kanavaa B^{+} → J / ψK^{+}. B_s-mesonin tapauksessa maun tunnistaminen tehtiin käyttämällä simuloituja hajoamistapahtumia kun taas B^{+}-mesonia tutkittiin sekä simuloiduilla hajoamistapahtumilla että CMS-datalla. Tämän jälkeen B_s- ja B^{+} -kanavien mauntunnistustuloksia verrattiin toisiinsa. Tutkimus vahvistaa simuloidusta datasta B_s-mesonille saatujen tuloksien yhtenevyyden törmäysdatalla mitattujen referenssikanavan tulosten kanssa.
Maun tunnistuksesta saadut tulokset osoittavat, että maun tunnistus toimii yhtä hyvin kaikissa kolmessa tutkitussa tapauksessa. B^{+} datalle saatu väärän maun osuus (wrong tag fraction) on (29 ± 0.8) %, tunnistustehokkuus (tagging efficiency) (4.03 ± 0.07) % ja efektiivinen tunnistustehokkuus (tagging power) (0.65 ± 0.04) %. B^{+} datalla saadut tulokset ovat sopusoinnussa LHCb-kokeessa tehtyjen tutkimusten kanssa.
|
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| thesis_terhi_version5.pdf | 5.362Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Science [4026]