Observation du canal Bs en eta_c phi avec l’expérience
LHCb
B0 s → D(s)X
Le méson B0 s se désintègre principalement à travers les canaux B0 s → D(s)X, où X représente n’importe quel combinaison de particules. Ainsi, dans le cas des désintégrations B0 s → (4h)φ, un nombre non négligeable d’événements peut provenir de ces désintégrations. En effet, le même état final avec 6 hadrons chargés peut être obtenu en passant par un méson D(s) qui se désintègre en K+K−π. Plusieurs canaux contribuent à ce bruit de fond et leurs études sont résumées dans cette section.
Rapport de branchement B0 s → D(s)X
La Table 3.10 donne les rapports de branchement des modes de désintégration du B0 s , pertinent pour l’analyse, avec un D(s) dans l’état final. La Table 3.11 donne les rapports de branchement des modes D(s) correspondant aux bruits de fond physique de cette étude. Comme un méson φ, reconstruit en deux kaons, est requis dans l’état final, seul les modes avec deux kaons provenant du même méson sont considérés. Les rapports de branchement correspondant sont donnés dans la Tab 3.12. Ainsi, les modes B0 s → D− s (→ K+K−π −)π +π −π + et B0 s → D+ s (→ K+K−π −)D− s (→ K+K−π −) sont ceux qui contribuent le plus au bruit de fond, les autres modes étant négligés
Distributions des masses invariantes dans B0 s → D+ s D− s
Les informations sur les échantillons MC utilisés sont reportés dans le Tableau 3.13. Les canaux correspondant sont B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ KKπ) et B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ πππ). Le canal B0 s → D± s (→ KKπ)πππ doit présenter les mêmes distributions de masses invariantes 4h, 6h et KK que le canal B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ πππ) et est donc étudié à l’aide de ce dernier. • m4h La Figure 3.5 montre la distribution des masses invariantes 4h de événements MC B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ KKπ) et B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ πππ). La sélection étant optimisée cinématiquement pour des résonances dont le temps de vie est bien inférieur à celui des D± s , le nombre d’événements MC, après application de toute la sélection, est limité. Dans un premier temps, les figures montrent la distribution après application de la présélection afin de voir la tendance de la distribution. Dans un second temps, les figures montrent la distribution après application de toute la sélection pour confirmer cette tendance. Ces distributions sont ajustées avec une fonction exponentielle dont le paramètre ajusté est compatible avec zéro dans chaque cas. Ainsi, toute contribution de la part de ces événements est incluse dans la catégorie 4h non-résonant explicitée dans la Sec. 3.5.2. • m4hKK et mKK La Figure 3.6 montre les distributions des masses invariantes de 4hKK et KK obtenues à partir des échantillons MC de B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ KKπ) et B0 s → D± s (→ KKπ)D∓ s (→ πππ) (Tab 3.13). Comme la taille des échantillons MC est limitée, seule la présélection est appliquée pour les deux échantillons MC. En utilisant le même modèle d’ajustement que celui du signal (Sec 3.5), un ajustement est effectué en 2D (m4hKK ×mKK) sur les échantillons MC considérés. Comme prévu, ces bruits de fond ne peuvent pas être enlevés en se basant sur les distributions de masses invariantes 4hKK et KK. Afin de réduire ces bruits de fond, plusieurs coupures sont testées sur les distributions de masses invariantes m3h pour retirer la partie résonante dans les désintégrations B0 s → D(s)X.
Coupures sur les modes B0 s → D(s)X
Pour réduire le nombre d’événement de bruit de fond B0 s → D(s)X, des coupures sur la masse invariante m3h avec les poids correspondants aux événements B0 s → 4hφ (voir Sec. 3.5.1) sont optimisées. L’optimisation est développée sur des échantillons de données correspondant aux états finaux B0 s → π +π −π +π −φ et B0 s → K+K−π +π −φ. Dans les deux cas, la masse invariante 3h est définie comme la combinaison du méson φ avec un des pions. En effet, retirer les événements Ds(→ φ(→ K+K−)π) permet de supprimer les modes dominants B0 s → D− s (→ K+K−π −)π +π −π + et B0 s → D+ s (→ K+K−π −)D− s (→ K+K−π −). Pour une coupure donnée sur m3h, un ajustement sur m4h est effectué sur les données en utilisant le modèle décrit dans la Sec. 3.5.2. À partir de ces résultats, le facteur de qualité F = S/ √ S + B est optimisé, où S est le nombre d’événements B0 s → J/ψ φ ajusté par une Hypatia et B le nombre d’événement de bruit de fond de tout type ajusté par une exponentielle. La Figure 3.7 montre F en fonction de la fenêtre de rejet (symétrique) autour de la masse nominale du méson Ds. À partir de ces résultats et avec l’objectif de retirer un maximum d’événement de bruit de fond sans toucher au signal, les événements dans la fenêtre |mφπ − mDs | < 17 MeV sont retirés. La Figure 3.8 montre la distribution, sur les données, de mφπ avant application de la coupure. Cette coupure permet de retirer l’ensemble des événements B0 s → D(s)X et a une efficacité de 99 ± 12% sur le signal (J/ψ) et un rejet du bruit de fond de tout type de 54 ± 9%.
Introduction |
