Soutenance de thèse de KUTSENKO Bogdan

Résumé de la thèse

Les désintégrations semi-leptoniques des hadrons B constituent des outils puissants pour tester le modèle standard (SM) de la physique des particules. Dans le SM, les interactions des bosons électrofaibles avec les leptons sont indépendantes de la saveur des leptons. Cependant, l'interférence entre l'interaction faible chargée du modèle standard et les courants hypothétiques de la nouvelle physique (NP) peut entraîner une violation de l'universalité de la saveur des leptons (LFU).
L'étude des canaux de désintégration avec différentes saveurs de leptons dans l'état final permet non seulement de tester la LFU en mesurant le rapport des fractions de branchement ou les différences dans les observables angulaires, mais aussi de caractériser les courants NP potentiels en extrayant le couplage fondamental correspondant à l'aide de techniques d'analyse angulaire.
Les distributions des observables angulaires sont bien définies comme une combinaison linéaire de fonctions angulaires, dont les coefficients angulaires dépendent des couplages fondamentaux et peuvent être extraits de l'ajustement. Par conséquent, les mesures des coefficients angulaires sont sensibles à diverses contributions NP au lagrangien. Cependant, l'analyse souffre de biais importants dus à la reconstruction des neutrinos et aux efficacités non linéaires des détecteurs.
Cette thèse présente une étude des désintégrations semi-leptoniques des mésons B, en se concentrant sur les observables angulaires des désintégrations B0 → D*– ℓ+ νℓ avec ℓ = e, μ, en utilisant les données de l'expérience LHCb collectées entre 2016 et 2018 lors du Run 2. Les valeurs aveugles, c'est-à-dire décalées et multipliées par un facteur aléatoire inconnu, pour un ensemble complet de 12 coefficients angulaires par type de lepton sont extraites dans deux intervalles de la masse invariante au carré du système ℓν : un intervalle faible [0, 4] GeV²/c⁴ et un intervalle élevé [4, 8] GeV²/c⁴.
De plus, les désintégrations semi-leptoniques où le méson final est un pseudo-vecteur plutôt qu'un vecteur sont également étudiées, sur la base des données du Run 2, offrant une approche complémentaire pour sonder les effets potentiels des particules non conventionnelles. En particulier, cette thèse présente une analyse simplifiée de l'amplitude des désintégrations Bs0 → Ds1(2536)+ μ– νμ, avec Ds1(2536)+ → Ds+ π+ π–, ainsi que B → Ds1(2460)+ D(*) avec Ds1(2460)+ → Ds+ π+ π– et D(*) le méson se désintègre ensuite de manière semi-leptonique en un muon. L'analyse révèle que les schémas de désintégration observés ne peuvent s'expliquer par les composantes scalaires et tensorielles dans le canal π+ π–, ce qui suggère une interprétation moléculaire (D* K) de l'état Ds1(2460)+.
Pour le Run 3 de l'expérience LHCb, les analyses présentées dans le canal semi-leptonique bénéficieraient de statistiques plus importantes et d'une réduction des incertitudes systématiques liées au détecteur. L'un des facteurs clés pour la sélection des événements en temps réel et la reconstruction hors ligne est l'algorithme de reconstruction du vertex primaire (PV), qui est l'emplacement de la collision proton-proton ou proton-gaz à cible fixe, pour le Run 3 et le système SMOG2.
Le système SMOG2 (System for Measuring Overlap with Gas) de LHCb permet l'injection contrôlée de gaz noble dans une cellule cible située dans la région du détecteur, afin de produire des collisions proton-gaz en mode cible fixe. Cette thèse détaille l'amélioration de l'algorithme de reconstruction du PV, qui permet des mesures précises de la physique des saveurs. L'outil de surveillance de la résolution du PV en temps réel est présenté afin de contrôler les performances de l'algorithme de reconstruction du PV sur les données.