Marie Hartmann "Analyse Angulaire des désintégrations $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ à bas $q^2$ avec l'expérience LHCb et contrôle de la qualité des données des calorimètres pendant le Run3."

Thursday Oct 2, 2025, 10:00 AM → 12:00 PM Europe/Paris

100/-1-A900 - Auditorium Joliot Curie (IJCLab)

Analyse Angulaire des désintégrations $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ à bas $q^2$ avec l'expérience LHCb et contrôle de la qualité des données des calorimètres pendant le Run3.

Résumé :

Les transitions $b \rightarrow s \ell^+ \ell^+$ sont des courants neutres changeant la saveur des quarks. Dans le Modèle Standard, ces transitions ne peuvent pas avoir lieu par le biais de diagrammes "à l'arbre" mais uniquement par le biais de diagrammes "à boucle". Les transitions $b \rightarrow s \ell^+ \ell^+$ sont donc particulièrement sensibles aux effets de Nouvelle Physique qui peuvent introduire une particule de Nouvelle Physique virtuelle dans le diagramme "à boucle" ou autoriser des processus "à l'arbre" interdits par le Modèle Standard.
Ces dernières années, les études des transitions $b \rightarrow s \mu^+ \mu^+$ ont mis en avant des tensions entre les mesures expérimentales et les prédictions du Modèle Standard. Ces tensions peuvent être expliquées soit par des effets de QCD non perturbative, soit par de la Nouvelle Physique. Les études des transitions $b \rightarrow s e^+ e^-$ sont expérimentalement plus complexes à cause du bremsstrahlung mais sont nécessaires pour mieux comprendre l'origine de ces tensions.

Cette thèse présente la première analyse angulaire des désintégrations $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ avec $q^2$ entre $0.1$ et $1.1$ GeV$^2$/c$^4$ utilisant $9$ fb$^{-1}$ de données de collisions proton-proton dont l'acquisition a été effectuée pendant le Run 1 et le Run 2 par le détecteur LHCb. Cette analyse a pour objectif de mesurer les paramètres angulaires $F_L$, $S_3$, $S_4$, $S_5$, $A_{FB}$, $S_7$, $S_8$ et $S_9$.

Avec l'augmentation de la luminosité pendant le Run 3 et pour assurer des conditions d'acquisition de données optimales, des outils ont été développés pour contrôler la qualité des données fournies par les différents sous-détecteurs LHCb. Cette thèse décrit le contrôle de la qualité des données fournies par les calorimètres, ainsi que l'implémentation d'une alarme supervisant l'asymétrie de l'énergie mesurée par les calorimètres.

Le Run 3 offre de nouvelles opportunités pour améliorer la précision des mesures effectuées pendant le Run 1 et le Run 2. Une étude préliminaire des désintégrations $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ avec les données du Run 3 est également présentée.

 

"Angular analysis of  $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$  decays at low $q^2$ with the LHCb detector and Calorimeter data Quality Monitoring during Run3 "

Abstract :

The  $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ transitions are Flavour Changing Neutral currents. These transitions are forbidden at the tree-level in the Standard Model and can only happen at the loop-level. For this reason, $b \rightarrow s \ell^+ \ell^+$ transitions are particularly sensitive to potential New Physics effects where the New Physics mediator can either enter virtually through the loop or allow tree-level processes. \\In recent years, some tensions with the Standard Model predictions have been observed in $b \rightarrow s \mu^+ \mu^+$ processes. These tensions could either be explained by non perturbative QCD or potential New Physics effects. Studies of $b \rightarrow s e^+ e^-$ transitions are more experimentally challenging due to bremsstrahlung but provide necessary input to better understand these discrepancies.

This thesis presents the first angular analysis of the $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ decays with $q^2$ between $0.1$ and $1.1$ GeV$^2$/c$^4$ using $9$ fb$^{-1}$ of proton-proton collision data collected by the LHCb detector during Run 1 and Run 2. This analysis aims at measuring the following angular observables: $F_L$, $S_3$, $S_4$, $S_5$, $A_{FB}$, $S_7$, $S_8$ and $S_9$.

With the increased luminosity of Run 3 and to ensure optimal data taking conditions, tools were developed to provide real-time data quality monitoring of the different LHCb sub-detectors.This thesis also reports on the calorimeters data quality monitoring and the implementation of the calorimeter energy asymmetry alarm.

With Run 3 comes opportunities to improve the precision of Run 1 and Run 2 measurements. A preliminary study of $B^0 \rightarrow K^{\ast 0} e^+ e^-$ decays with Run 3 data is also presented.