2013 - Herbstschule Maria Laach - Universität Siegen

E. Experimentelle Analysen 51
E-17 (B) Messungen von B-Lebensdauern in B ! J= X
Zerfällen am LHCb-Experiment
THOMAS NIKODEM
Physikalische Institut, Universität Heidelberg
Flavourphysik und CP -Verletzung bieten eine gute Möglichkeit das Standardmodell zu testen.
Es gibt präzise theoretische Vorhersagen sowie auch experimentelle Messungen mit vergleichbarer
Genauigkeit. Eine theoretische Methode ist die so genannte Heavy Quark Expansion (HQE),
bei der die gegenüber anderen Skalen im Matrix Element deutlich dominierende b-Quark Masse
ausgenutzt wird. Besonders mit der Messung von B-Lebensdauern kann die HQE auf Konsistenz
mit Daten überprüft werden. Neben der Messung von Lebensdauern ist es auch interessant
die effektive Lebensdauer vom B 0 s zu bestimmen. Durch Kenntnis der effektiven B0 s Lebensdauer
in mehreren Zerfallsmoden ist es möglich die Zerfallsbreitendifferenz s sowie die CP -
verletzende Phase s zu ermitteln.
In diesem Vortrag wird die Messung der B 0 und B C Lebensdauern sowie die Messung der
effektiven Lebensdauer vom Bs 0 vorgestellt, wobei jeweils die Zerfallsmode mit einem J= im
Endzustand, welche in zwei Myonen zerfällt, betrachtet wird. Myonen können in den Myonkammern
vom LHCb-Detektor effizient rekonstruiert werden, was in dem Trigger ausgenutzt wird.
Es werden die 2011 aufgezeichnete Datensätze mit einer integrierten Luminosität von 1 fb 1 vorgestellt,
was bis zu 100k rekonstruierten Signalkandidaten pro Zerfallskanal entspricht. Dadurch
beträgt die statistische Ungenauigkeit der gemessenen Lebensdauern nur noch wenige fs und es
wird immer wichtiger systematische Effekte zu untersuchen und zu verstehen. Besonders bedeutend
für Lebensdauermessungen ist das Verständnis der Zeitabhängigkeit der Rekonstruktionsund
Selektionseffizienz. Auch wenn die Flugdistanz der B-Mesonen nur wenige Millimeter beträgt
und damit relativ klein im Vergleich zu den Abmessungen des Detektors ist, zeigt sich, dass
es im Promille Bereich nichtsdestotrotz signifikante Einflüsse der Flugdistanz auf diese Effizienzen
gibt.
Aufgrund der Geometrie des Detektors nimmt die Rekonstruktionseffizienz für Spuren mit größerem
Abstand zur Strahlachse ab. Dies sind aber gerade auch Spuren die von einem länger lebenden
B-Mesonen stammen, weshalb prozentual weniger langlebige B-Mesonen detektiert werden.
Die gemessene Lebensdauer würde ohne Berücksichtigung dieses Effekts systematisch unterschätzt
werden. Unabhängig von der Rekonstruktion gibt es aber auch verschiedene Selektionsschnitte,
die zwar nicht explizit mit der Lebensdauer zusammenhängen, aber dennoch einen
Einfluss auf die zeitliche Nachweiseffizienz haben. Verschiedene datenbasierte Korrekturmethoden
wurden entwickelt um diese Effekte zu berücksichtigen.
In diesem Vortrag wird die Messung von B-Lebensdauern vorgestellt und deren Konsistenz mit
theoretischen Modellen diskutiert.