Mesure du temps de vie de la composante CP paire du $B{^0} _{s}$ dans LHCb. Qualification des phototubes du preshower. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Mesure du temps de vie de la composante CP paire du $B{^0} _{s}$ dans LHCb. Qualification des phototubes du preshower.

Résumé

This manuscript discusses a twofold research: an instrumental work and a prospective physics study both conducted in the framewor k of the LHCb experiment (Cern, Geneva), foreseen to start at the Spring 2008. TheLHC machine is a proton-proton collider clocked at 40MHz and delivering a center-of-mass energy of 14 TeV. At nominal luminosity, about 1012 pairs of b-particles will be produced in LHCb. After the remarkable achievements of the B factories (BaBar and Belle), it is established that the Standard Mode l(the CK Mmechanism) is the dominant source of CP violation in the B system. Moreover , no significant deviation to the Standard Model predictions is observed in the whole Flavour Physics data up to now. In this scope, the large statistics which will be available at LHCb should allow to reach rare decays potentially sensitive to New Physics contribution. It will also allow to perform precision measurements and deeply test the global consistency of the CKM predictions, in particular with the B particles. This document describes a prospective study about the measurement of the lifetime of the short component of the $B{^0} _{s}$ meson, reconstructed in the final state $B{^0} _{s}\ to \ D ^{+}_{s} D^{-}_{s}$, where the Ds meson decays in KKΠ. It has been shown that LHCb should reach a 2% precision on this observable for a nominal year of data taking, yielding interesting constraints on $ \Delta Gamma _ {s} /Gamma {s}$. On the instrumentation side, the team I belong to has the charge of the entire readout of the PreShower (PS) detector of the LHCb spectrometer (design, construction and qualification). My contribution was devoted to the operation of a dedicated test bench aimed at qualifying the phototubes reading the PS detector. The photodetectors which have been retained are the 64anodes PMTs produced by the Hamamatsu company. The main physics specifications for these devices were concerning the uniformity of theresponse of the 64 channels, their linearity, the control of their drift along time and eventually thecross-talk between the channels. I contributed to the analysis of all the data recorded with the test bench and singularly put on evidence a critical problem of cross-talk for a large fraction of the production and made sure all the tubes eventually selected for the experiment were satisfactorily within the requirements.
Ce document de thèse présente un travail à la fois instrumental et de prospective pour la Physique dans le cadre de l'expérience LHCb, sise auprès de la machine LHC, au Cern, dont la mise en service est prévue au printemps 2008. Collisionneur proton-proton délivrant une énergie dans le centre de masse de 14 TeV, le LHC produira nominalement dans l'expérience LHCb 1012 paires de particules belles par an. Après les succès expérimentaux remarquables enregistrés par les usines à mésons B BaBar (SLAC) et Belle (KEK), le Modèle Standard (MS) de la Physique des Particules accommode correctement l'ensemble des données de la Physique des Saveurs et singulièrement le mécanisme CKM est établi comme la source dominante de violation de la symétrie CP dans les systèmes de particules contenant un quark beau ou un quark étrange. La très grande statistique dont disposera l'expérience LHCb devrait permettre à la fois la scrutation de modes rares particulièrement sensibles à des contributions de Nouvelle Physique et des mesures de précision pour une métrologie améliorée des paramètres pertinents du MS. Dans ce cadre, il sera possible de faire une exploration systématique des propriétés du méson $B{^0} _{s}$. Ce travail de thèse porte sur la faisabilité d'une mesure précise du temps de vie de la composante courte de cette particule par l'étude de sa désintégration $B{^0} _{s}\ to \ D ^{+}_{s} D^{-}_{s}$ dont l'état final est CP pair. Nous avons montré qu'une précision de 2% pouvait être atteinte après une année de prise de données à la luminosité nominale et contraignait significativement la différence de largeurs $ \Delta Gamma _ {s} /Gamma {s}$. L'autre volet de ce travail de thèse concerne la qualification des photodétecteurs qui équipent le détecteur de pieds de gerbe pour lequel l'équipe de Clermont a la responsabilité de l'entièreté de la chaîne de lecture. Le photodétecteur que nous avons retenu est un photomultiplicateur compact 64 anodes produit par la compagnie Hamamatsu. J'ai participé à la caractérisation systématique et à la certification des 100 tubes du détecteur au moyen d'un banc de test spécialement conçu à cette fin. Un élément crucial de ces études à été la mise en évidence d'une diaphonie entre canaux inacceptable au regard des spécifications de physique pour une fraction non négligeable de la production et la sélection finale du nombre de tubes nécessaires qui satisfaisaient tous les critères d'acceptation.
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Dates et versions

tel-00283199 , version 1 (29-05-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00283199 , version 1

Citer

D. Borras. Mesure du temps de vie de la composante CP paire du $B{^0} _{s}$ dans LHCb. Qualification des phototubes du preshower.. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00283199⟩
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