Dalitz plot analysis of B⁰ -> K+ π− π⁰ decays at the Belle II experiment

Reif, Markus (2024): Dalitz plot analysis of B⁰ -> K+ π− π⁰ decays at the Belle II experiment. Dissertation, LMU München: Fakultät für Physik

Abstract

Diese Arbeit präsentiert Bestimmungen des Verzweigungsverhältnisses (B) und der CP-verletzenden Ladungsasymmetrie (ACP) des Dreikörperzerfalls B0 -> K+ π− π0 am Belle II Experiment. Zusätzlich zum inklusiven B und der ACP, d.h. B0 -> K+ π− π0 , messen wir B und ACP exklusiv für individuelle Zweikörperresonanzen, die im K+ π− π0 System auftreten. Hierfür verwenden wir eine modellabhängige Dalitzplot-Messung mit den sieben dominierenden Zwischenresonanzen und einer nicht-resonanten Komponente. Die analysierten Daten wurden zwischen 2019 und 2022 aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminosität von 362 fb^−1 , produziert in e+ e− Kollisionen bei der Y(4S) Resonanz vom SuperKEKB Beschleuniger und enthalten 387 × 106 Bottom-Antibottom Mesonenpaare. Die Analyse wurde ausschließlich auf simulierten Daten und Kontrollkanälen entwickelt. Die Verzweigungsverhältnisse und CP -Asymmetrien werden in einem vier-dimensionalen erweiterten Maximum-Likelihood Fit bestimmt. Da die Analyse noch in der Belle II internen Überprüfung ist, verdecken wir die Zentralwerte und geben nur deren Unsicherheiten an. Wir messen das Verzweigungsverhältnis und die CP -verletzende Ladungsasymmetrie inklusiv, sowie exklusiv für die Kanäle B0 -> K∗(892)+ π− , B0 -> K∗(892)0 π0 , B0 -> ρ(770)− K+ , B0 -> (Kπ)∗+ π-, B0 -> (Kπ)0 π0, B0 -> ρ(1450)- K+, B0 -> ρ(1700)- K+ und B0 -> K+ π- π0 nicht-resonant. Diese Arbeit stellt die erste modellabhängige Dalitplot-Analyse bei Belle II dar. Wir erreichen Unsicherheiten auf Augenhöhe mit früheren Messungen. Die B0 -> K∗(892) π Kanäle sind Input für eine Summenregel, basierend auf dem Isospin, um das Standardmodell zu testen.

Abstract

This thesis reports a determination of the branching fraction (B) and CP-violating charge asymmetry (ACP) of the three-body decay B 0 -> K + π − π 0 at the Belle II experiment. In addition to the inclusive B and ACP, i.e. for B0 -> K+ π− π0 decays, we measure B and ACP exclusively for individual two-body resonances appearing in the K+ π− π0 system. To this end, we employ a model dependent Dalitz plot analysis, including the seven dominant intermediate resonances and a non-resonant contribution. The analyzed data were recorded between 2019 and 2022 and correspond to an integrated luminosity of 362 fb^−1 produced in e+ e− collisions at the Y(4S) resonance by the SuperKEKB collider containing 387 × 106 pairs of bottom-antibottom mesons. The analysis is developed on simulated data and control mode data solely. The branching fractions and CP-asymmetries are extracted in a four-dimensional extended maximum likelihood fit. As the analysis is still under Belle II internal review, we blind central values and state uncertainties only. We measure the branching fraction and CP -violating charge asymmetry inclusively as well as exclusively for the channels B0 -> K∗(892)+ π− , B0 -> K∗(892)0 π0 , B0 -> ρ(770)− K+ , B0 -> (Kπ)∗+ π-, B0 -> (Kπ)0 π0, B0 -> ρ(1450)- K+, B0 -> ρ(1700)- K+ und B0 -> K+ π- π0 non-resonant. This thesis presents the first model dependent Dalitz plot analysis at Belle II. We achieve uncertainties on par with known determinations. The B 0 -> K ∗ (892)π modes will serve as inputs for a sum rule based on isospin to probe the Standard Model.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
• Fakultäten: Fakultät für Physik
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 26. September 2024
• 1. Bericht­erstatter:in: Kuhr, Thomas