Universit`a degli studi di Pisa Facolt`a di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Corso di Laurea Specialistica in Scienze Fisiche

Universit`

a degli studi di Pisa

Facolt`

a di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali

Corso di Laurea Specialistica in Scienze Fisiche

Tesi di laurea specialistica

Asimmetria di CP nei decadimenti charmless di

mesoni B a CDF

Relatore: Candidato:

Prof. Giovanni Punzi Fabrizio Ruffini

Correlatore:

Dott. Michael Joseph Morello

Indice

Introduzione iv

1 Violazione di CP e decadimenti dei mesoni B 1

1.1 Introduzione . . . 1

1.2 Modello Standard e matrice CKM . . . 2

1.2.1 Triangoli di unitariet`a . . . 4

1.3 Fenomenologia della violazione di CP nei decadimenti B_(s)0 → h+_h0− _{. . . 6}

1.3.1 I tre tipi di violazione di CP nei decadimenti dei mesoni B . . . . 9

1.4 Situazione sperimentale attuale e confronto con le previsioni teoriche . . . 12

1.4.1 Relazione tra le asimmetrie di CP di B0→ K+_π−_{e di B}0 s → K−π+ 13 1.5 B0_s → K−_π+ _{a CDF . . . . 16}

2 Il Tevatron collider ed il rivelatore CDF II 17 2.1 L’acceleratore . . . 17

2.1.1 Protoni . . . 18

2.1.2 Antiprotoni . . . 19

2.1.3 La collisione . . . 19

2.2 Stato del Tevatron . . . 20

2.3 Il detector CDFII . . . 20

2.3.1 Notazioni e sistemi di coordinate . . . 21

2.3.2 Composizione del detector . . . 22

2.4 Trigger . . . 30

3 Estrazione del segnale 34 3.1 Decadimenti H_b0→ h+_h0₋ a CDF II . . . 34

3.2 Trigger adronico . . . 36

3.3 Estrazione del segnale H_b0 → h+_h0− _{. . . . 37}

3.3.1 Conferma dei tagli di trigger . . . 38

3.4 Analisi attuale e prospettive di miglioramento . . . 39

3.5 Simulazione CDF II . . . 43

3.5.1 Confronto tra i dati e la simulazione . . . 45

3.6 Il mio lavoro . . . 49

Indice

4 Strumenti di separazione dei decadimenti H_b0→ h+_h0₋

50

4.1 Separazione dei canali dei decadimenti H_b0 → h+_h0− _{. . . . 50}

4.2 Separazione cinematica . . . 52

4.3 Separazione tramite il PID . . . 56

4.4 Funzione di Likelihood . . . 60

4.5 Parametrizzazione . . . 61

4.5.1 Pdf del segnale . . . 61

4.5.2 Pdf del background . . . 65

4.5.3 Termine PID . . . 67

5 Ottimizzazione dei tagli di selezione 69 5.1 Ottimizzazione . . . 69

5.2 Ottimizzazione per la misura di ACP(Bs0→ K−π+) . . . 70

5.3 Checks . . . 77

6 L’isolamento 78 6.1 Strategia di tagli e senza tagli a confronto . . . 78

6.2 Definizione . . . 80

6.3 Studio della variabile isolamento e delle sue dipendenze . . . 81

6.3.1 Dipendenza dell’isolamento da pT(B) . . . 84

6.3.2 Dipendenza dell’isolamento da p(B) . . . 86

6.3.3 Dipendenza dell’isolamento da θ(B) . . . 89

6.3.4 Dipendenza dell’isolamento da κ₁₍₂₎ e mππ . . . 89

6.3.5 Dipendenza dell’isolamento dalla luminosit`a . . . 90

6.3.6 Dipendenza dell’isolamento da α e ptot . . . 92

6.4 Struttura della ℘(I) . . . 95

6.5 Parametrizzazione dell’isolamento . . . 96

6.5.1 Proiezioni . . . 104

6.6 Ottimizzazione con la distribuzione dell’isolamento . . . 107

6.7 Confronto tra le diverse ottimizzazioni . . . 108

7 Studio del fondo combinatorio 112 7.1 Tipi di fondo . . . 112

7.1.1 Confronto Bχ e Bside. . . 114

7.2 Parametrizzazione di mππ del fondo in funzione di ptot . . . 117

7.3 Likelihood completa . . . 121

8 Conclusioni 122 8.1 Conclusioni . . . 122

8.2 Risultati finali . . . 123

Indice

A Metodo di von Neumann 124

Bibliografia 126