1 prova di ammissione al dottorato per lanno 2005/2006 candidato: roberto covarelli xix ciclo
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1
Prova di ammissioneal dottorato per
lrsquoanno 20052006
Candidato
Roberto Covarelli XIX ciclo
2
Riassunto attivitagrave e progetto di tesibull Tesi prevista
ndash Indirizzo Fisica delle Particelle Elementari
ndash Relatore Dott Maurizio Biasini
ndash Esperimento BaBar
ndash Argomento Misura della differenza dei rate di decadimento e della violazione di CP indiretta nelle oscillazioni B0B0
bull Attivitagrave hardwarendash Operation Manager camere a
bull Attivitagrave analisindash Violazione del numero leptonico in ndash Differenza dei rate di decadimento e violazione di CP indiretta nelle
oscillazioni B0B0 (progetto di tesi)
3
Lrsquoacceleratore PEP-II a SLACbull PEP-II acceleratore circolare
elettrone-positrone funzionante a
E(e+) = 31 GeV E(e-) = 90 GeV
ETOT = 1058 GeV
Υ(4S) non viene prodotta a riposo
Produzione di B simmetrica Produzione di B asimmetrica
B
B
e- e+(4S) (bb)
B
B
e-e+
(4S)
4
Il rivelatore BaBar
circa 273 milioni di eventi BB registrati fino ad oggi Previsioni presa dati fino al 2008
ldquoforwardrdquo
ldquobackwardrdquo
New 2 sectorsof Limited Streamer Tubes (16 layers)
5
La fisica di BaBar (I)bull Principale obiettivo misura della violazione della
simmetria CP nel sistema dei mesoni B
bull Si puograve osservare in tre meccanismi distinti ndash Violazione diretta (nel decadimento) ndash osservata solo in B0 Kndash Violazione indiretta (nel mixing B0B0) ndash mai osservata
ndash Violazione dovuta allrsquointerferenza tra processi di decadimento avvenuti mediante mixing o meno ndash misura diretta dei parametri della matrice CKM
fCP = J KS Af (t) = sin2sin(mt)
6
Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

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Riassunto attivitagrave e progetto di tesibull Tesi prevista
ndash Indirizzo Fisica delle Particelle Elementari
ndash Relatore Dott Maurizio Biasini
ndash Esperimento BaBar
ndash Argomento Misura della differenza dei rate di decadimento e della violazione di CP indiretta nelle oscillazioni B0B0
bull Attivitagrave hardwarendash Operation Manager camere a
bull Attivitagrave analisindash Violazione del numero leptonico in ndash Differenza dei rate di decadimento e violazione di CP indiretta nelle
oscillazioni B0B0 (progetto di tesi)
3
Lrsquoacceleratore PEP-II a SLACbull PEP-II acceleratore circolare
elettrone-positrone funzionante a
E(e+) = 31 GeV E(e-) = 90 GeV
ETOT = 1058 GeV
Υ(4S) non viene prodotta a riposo
Produzione di B simmetrica Produzione di B asimmetrica
B
B
e- e+(4S) (bb)
B
B
e-e+
(4S)
4
Il rivelatore BaBar
circa 273 milioni di eventi BB registrati fino ad oggi Previsioni presa dati fino al 2008
ldquoforwardrdquo
ldquobackwardrdquo
New 2 sectorsof Limited Streamer Tubes (16 layers)
5
La fisica di BaBar (I)bull Principale obiettivo misura della violazione della
simmetria CP nel sistema dei mesoni B
bull Si puograve osservare in tre meccanismi distinti ndash Violazione diretta (nel decadimento) ndash osservata solo in B0 Kndash Violazione indiretta (nel mixing B0B0) ndash mai osservata
ndash Violazione dovuta allrsquointerferenza tra processi di decadimento avvenuti mediante mixing o meno ndash misura diretta dei parametri della matrice CKM
fCP = J KS Af (t) = sin2sin(mt)
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Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

3
Lrsquoacceleratore PEP-II a SLACbull PEP-II acceleratore circolare
elettrone-positrone funzionante a
E(e+) = 31 GeV E(e-) = 90 GeV
ETOT = 1058 GeV
Υ(4S) non viene prodotta a riposo
Produzione di B simmetrica Produzione di B asimmetrica
B
B
e- e+(4S) (bb)
B
B
e-e+
(4S)
4
Il rivelatore BaBar
circa 273 milioni di eventi BB registrati fino ad oggi Previsioni presa dati fino al 2008
ldquoforwardrdquo
ldquobackwardrdquo
New 2 sectorsof Limited Streamer Tubes (16 layers)
5
La fisica di BaBar (I)bull Principale obiettivo misura della violazione della
simmetria CP nel sistema dei mesoni B
bull Si puograve osservare in tre meccanismi distinti ndash Violazione diretta (nel decadimento) ndash osservata solo in B0 Kndash Violazione indiretta (nel mixing B0B0) ndash mai osservata
ndash Violazione dovuta allrsquointerferenza tra processi di decadimento avvenuti mediante mixing o meno ndash misura diretta dei parametri della matrice CKM
fCP = J KS Af (t) = sin2sin(mt)
6
Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

4
Il rivelatore BaBar
circa 273 milioni di eventi BB registrati fino ad oggi Previsioni presa dati fino al 2008
ldquoforwardrdquo
ldquobackwardrdquo
New 2 sectorsof Limited Streamer Tubes (16 layers)
5
La fisica di BaBar (I)bull Principale obiettivo misura della violazione della
simmetria CP nel sistema dei mesoni B
bull Si puograve osservare in tre meccanismi distinti ndash Violazione diretta (nel decadimento) ndash osservata solo in B0 Kndash Violazione indiretta (nel mixing B0B0) ndash mai osservata
ndash Violazione dovuta allrsquointerferenza tra processi di decadimento avvenuti mediante mixing o meno ndash misura diretta dei parametri della matrice CKM
fCP = J KS Af (t) = sin2sin(mt)
6
Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

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La fisica di BaBar (I)bull Principale obiettivo misura della violazione della
simmetria CP nel sistema dei mesoni B
bull Si puograve osservare in tre meccanismi distinti ndash Violazione diretta (nel decadimento) ndash osservata solo in B0 Kndash Violazione indiretta (nel mixing B0B0) ndash mai osservata
ndash Violazione dovuta allrsquointerferenza tra processi di decadimento avvenuti mediante mixing o meno ndash misura diretta dei parametri della matrice CKM
fCP = J KS Af (t) = sin2sin(mt)
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Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
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La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
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Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
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Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
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Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
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Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
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Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
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0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
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Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
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Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
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Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

6
Misura di t - analisi dipendenti dal tempo
bull Richiede una determinazione dei vertici precisa e priva di bias
e
z
0
tagB S4
0recB
K
0SK
J
ldquoFlavor taggingrdquoe o K
Ricostruzione esclusivat ~ z (c)
(ldquoapprossimazione di boostrdquo)
7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
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Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

7
La fisica di BaBar (II)bull La grande quantitagrave di dati raccolta permette altri tipi di
misure
ndash Misura dei lati del triangolo di unitarietagrave (esempio |Vcb| e |Vub| da decadimenti semileptonici |Vtd| dai ldquopinguinirdquo b s)
ndash Misura delle proprietagrave dei mesoni con charm prodotti da decadimenti dei B o da processi ISR scoperta della risonanza DsJ(2317) spettroscopia del charmonio (Y(4260) 2005)
ndash Studio di eventi a due leptoni (esempio 245 milioni di eventi e+e-
+- prodotti finora durante il periodo di presa dati BaBar egrave unrsquoottima ldquo-factoryrdquo)
8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

8
Attivitagrave Operation Manager bull IFR (Instrumented Flux Return) egrave il
rivelatore piugrave esterno di BaBar rivelazione di e di adroni neutri (KL) Equipaggiato con
ndash Resistive Plate Chambers per 4 settori del barrel e i 2 endcaps
ndash Limited Streamer Tubes per i restanti 2 settori del barrel
bull Compiti durante la presa datindash Controllo parametri relativi al regime
di funzionamento dei rivelatori (alta tensione pressione e flusso del gas hellip)
ndash Controllo parametri relativi alla presa dati (correnti residue efficienza da eventihellip ecc)
bull Compiti duranti i periodi di spegnimento
ndash Manutenzione ndash Test dei rivelatori con raggi cosmici
barrel
endcaps
9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
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Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
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Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
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Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
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Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

9
Risultati finali su 2294 fb-1
di dati Selezione basata su tagli +
Metodo del likelihood ratio Approccio con rete neurale
Limite superiore su BR( ) 90 CL grande miglioramento rispetto a precedenti misureAlcuni scenari SUSY prevedono valori molto vicini al limite superiore stabilito
BaBar 2005
Analisi violazione del numero leptonico in +
Metodo di analisi dati
Metodo statistico
SensitivitagraveLimite
osservato
LRCL(S+B)
(Bayesiano) 119 x 10-8 99 x 10-8
LRCL(S)
(Read)161 x 10-8 146 x 10-8
RN frequentista 130 x 10-8 68 x 10-8
B Aubert et alPhys Rev Lett
95 041802 (2005)
10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

10
Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento
e violazione di CP nel mixing B0B0
11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

11
Formalismo del mixing
bull Metodo delle perturbazioni dipendenti dal tempo
ove
bull Utilizziamo solo la proiezione sugli stati B0 e anti-B0
bull Doppio vantaggiondash Non ci interessa neacute la forma di H neacute la natura degli stati finali (formalismo semplice)
ndash Gli autovalori (complessi) di H ci danno simultaneamente massa e rate di decadimento degli stati fisici
0 wH H H 0
0
0 0 00 0
0 0 00 0
0
B
B
f
H B E B m B
H B E B m B
H f E f
sistema a riposodel B
11 12 12 12
21 22 12 122 2
H H M Mi iH H M M
H M Γ
( 2) 2( ) H H H H Hi t i M i t iM t tH H H HB t B e B e B e e
La probabilitagravetransisce agli statif con rate
bull I mesoni B neutri possono dare luogo nel tempo a fenomeni di oscillazione (o ldquomixingrdquo) dovuti a diagrammi ldquoa boxrdquo al secondo ordine in gW
2
12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

12
Autovalori e autostati di Hbull Calcolo degli autovalori
bull Per mesoni con sapore b si ha
quindi
bull Gli autostati si scrivono
oppure
con
12 12 12 122 2 2 2H L H L H L
i i i im M M M
2
122
12
1b
t
m
M m
O
effetto dianti-disaccoppiamentodi quark t virtuali(presente solo in off-shell) 12
12 12 12
2
2 Re( )
H L
H L
m m m M
M M m
0 0
0 0
L
H
B p B q B
B p B q B
12 122 12
12 12 122
1 Imi
i
Mq
p M M
0 0
2
0 0
2
11 1
1
11 1
1
L B B
B
H B B
B
B B B
B B B
B
p q
p q
13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

13
Violazione di CP nel mixingbull Per definizione lrsquooperatore CP agisce su B0 e anti-B0 (mesoni neutri pseudo-
scalari) come
bull Allora se CP fosse conservata ([HCP] = 0)
0 0
0 0
CP B B
CP B B
0 1
1 0
CP
12 122 21 12 122 2
12 122 212 122 2
12 122 212 122 2
0 1 0 1( ) ( )
1 0 1 0
i i
i i
i ii i
i ii i
M M
M M
M MM M
M MM M
CP H CP
H
12 12
12 12
M M
VIOLAZIONE DI CPNEL MIXING
14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

14
Stime teoriche e misure di e |qp|
bull nel Modello Standard previsto (24 plusmn 06) x 10-3 () Limiti esistenti piuttosto deboli (incertezze di ~20)
bull |qp| valore stimato dalla teoria |qp| - 1 = (30 plusmn 07) x 10-4 ()
bull Principale metodo di misura ldquodileptoni inclusivirdquondash Strategia di misura si ricostruiscono inclusivamente solo i due leptoni (Btag e Brec
indistinguibili)
ndash |qp| si determina dalla grandezza
ndash Media dei diversi esperimenti |qp| = 10013 plusmn 00034
40 0 0 0
4 20 0 0 0
1 4Re( ) ( )
( ) ( ) 1 1B
SL
B
q pP B B P B BA
P B B P B B q p
Il nostro approccio saragrave invece unaanalisi dipendente dal tempo
() Ciuchini Franco et al JHEP 0308031 (2003)
15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

15
Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
bull Lrsquoampiezza totale per due mesoni B (Btag e Brec) prodotti coerentemente allo stesso istante dipende solo dalla differenza fra i tempi di decadimento nei due stati finali fBtag e fBrec
dove
ndash a+ e a- contengono la fisica dei due processi di decadimento cioegrave le 8 ampiezze di Feynman
e ugualmente per rec
ndash g+ e g- contengono la dipendenza dal tempo (probabilitagrave di oscillazione)
bull In conclusione
( ) ( )a g t a g t A
0 0 0 0tag tag tag tag tag tag tag tag B B B B B B B BA f H B A f H B A f H B A f H B
2 2 2 2
1 11 cosh cos
4 2 2 2 2
Re sinh Im sin2
tdN te a a a a mt
dt
ta a a a mt
16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

16
Lato ricostruito e lato di tagbull Brec si sceglie il decadimento B0 D- l+l (egrave
un autostato di sapore quindi la forma di aplusmn egrave piugrave semplice)
bull Btag per aumentare la statistica disponibile si usa sia il ldquotaggingrdquo con leptone che quello con K ndash leptone (e) la relazione precedente vale anche
per il lato di tag
ndash kaone la relazione non vale a causa dei decadimenti Doppiamente Cabibbo-Soppressi
0 0recrec 0BBA D l H B A D l H B
c
u+
-
CF
DCStag
tag
002B DCS
B CF
A ar
A a
17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

17
Funzione di distribuzione generica
ParametrizzazioneldquoABCrdquo
0B 0B
0B0B
0B 0B
2
(1 2)cosh cos sin
4 (1 ) 2
tdN t
e A B C m t D m tdt r
Btag Brec st sm A B C D
1 -1 1
1 1 1
-1 1 1
-1 -1 2
2
0B 0B ( )b c
( )b c
1 ( )b c
221 r
221 r 221 r
22 1r
1 ( )b c
221 r 221 r 22 1r
221 r
2 sin(2 )cos
2 cos(2 )sin
b r
c r
= qp
rrsquo = 0 per tag leptonico
18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

18
Ricostruzione di B0 D l bull Sul lato ricostruito (D l ) solo il leptone e il da D D0 sono rivelati
(tecnica di ricostruzione parziale) A causa del ridotto spazio delle fasindash il egrave praticamente collineare alla direzione del D ndash lrsquoenergia del D puograve essere ricavata da quantitagrave cinematiche relative al
bull Con questa approssimazione si calcola la ldquomassa mancanterdquo (del neutrino)
(B a riposo nel sistema della Y(4S))
2
B D lM P P P
ll
ee--
aa
ee++
BBtagtag
BBrecoreco
DDνν
D
(K)(K)
bull Per eventi di segnale ha un picco a 0 con una deviazione standard di circa 13 GeV2
(l)(l)
19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

19
Accordo dati-MonteCarlo
M2
M2
pe regione
di massa
D
D e
livello di accordo ~ 2
off-peak BB combinat BB peaking D l D l dati
p bande
laterali
p regione
di massa
pe bande
laterali
20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

20
Selezione di eventibull Tagli
ndash R2 lt 05 (sfericitagrave dellrsquoevento)
ndash pl rec gt 14 GeV
ndash 50 MeV lt ps lt 200 MeV
ndash Pvtx-l gt 01
ndash -l gt 04 (likelihood coppia)
ndash |z| lt 03 cm
ndash 0 lt z lt 005 cm
ndash = 90o
bull Per eventi con tag leptonicondash No tracce nel vertice = 1
ndash Richiesta di un leptone di tag (1 elettrone con pe gt 1 GeV or 1 muone con p gt 11 GeV diversi dal leptone della coppia)
bull Eventi con tag di K non ancora indagati
Likelihood dellacoppia
pe
Signal
Background
21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

21
Fit a t vero - tag veronon mixato
positivo(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
Par Valore dal fit
B0 1551 plusmn 0006
m 04861 plusmn 00011
k (04 plusmn 43) 10-3
Nella generazione-B0 = 1548 ps- m = 0489 ps-1
- k = |qp| -1 = 0
non mixato vs mixato (++) vs (--)
Asimmetria
22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

22
Distribuzioni reali di tbull Le PDF reali devono tenere conto di (almeno) due effetti
ndash Risoluzione non perfetta nella determinazione dei vertici convoluzione della PDF teorica con una funzione di risoluzione
ndash Errata determinazione del sapore del Btag dovuta alla non corretta identificazione del leptone di tag (ldquomistagrdquo) Modificazione delle PDF nel caso di tag leptonico
truetrue true
( )( )( )t
dN tdN tR t t dt
dt dt 2 2
2 2
( ) ( )
2( ) 2( )( ) (1 )n t w t
n t w t
t b t b
s st w wR t f e f e
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 ) cosh( 2) 1 2 2 cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
0
| |
1 1( ) 1 ( 2 (1 )) cosh( 2) 1 2 2 (1 ) cos( )t m B
t
s srealF t Ne k t k mt
) 2
23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
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- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

23
Fit a t ndash MonteCarlo di segnale
Par Valore dal fit
B0 1530 plusmn 0007
m 0485 plusmn 0003
k (-09 plusmn 53) 10-3
(103 plusmn 012)
(002 plusmn 021)
bn (-3 plusmn 7) 10-3
sn 0949 plusmn 0012
sw 3551 (fisso)
fw (22 plusmn 03)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
bull Attraverso la veritagrave MC si selezionano i leptoni di tag non provenienti da decadimenti secondari del B (es b c l)
24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
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ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
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- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
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- Il rivelatore BaBar
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- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
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- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

24
Metodo di validazione del fit
bull Serie di esperimenti ldquotoy-MonteCarlordquo sono generati o con k fissato (il pull del valore fittato di k egrave usato in questo caso per validare gli errori di MINUIT) o con differenti valori di k (processo di generazione dellrsquoasimmetria)
bull Il numero di eventi per categoria da generare egrave determinato in questo modondash Il numero totale di eventi da generare egrave fissato (es Ntot gen = 100000) ndash La frazione attesa per categoria f plusmn plusmn
gen egrave calcolata dallrsquointegrale delle PDF con i valori generati di m k hellip ecc
ndash I numeri effettivi di eventi per categoria da generare sono determinati da Poissoniane con medie uguali a f plusmn plusmn
gen Ntot gen
25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
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- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
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- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
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-

25
Risultati della validazione
Pull = (kfit-kgen)k
50 esperimenti con kgen = 0
Veritagrave MC
50 esperimenti con-005 lt kgen lt 005
kfit vs kgen
Con mistag e risoluzione
26
Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
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Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
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- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
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- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
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- Fit al fondo combinatorio
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-

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Fit totale al MonteCarlo genericobull Il fit globale agli eventi MonteCarlo comprenderagrave sia la regione di massa
che le bande laterali di M2
bull 4 componenti della funzione di fit totale ndash Segnale
ndash Bplusmn ldquopeakingrdquo (decadimenti di B carichi risonanti es B+ D0 l+ ndash BB combinatorio (sia B carichi che neutri)
ndash Eventi off-peak (fondo da quark ldquoleggerirdquo u d s c)
le cui frazioni f(M2) sono mantenute fisse nel fit a t e determinate da un
precedente fit alla massa del neutrino
tuttosegnale
Bplusmn peakingcombinatorio
off-peak
non mixato mixato
27
Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
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Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
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Fit al fondo combinatorio
Par Valore dal fit
lq 035 plusmn 008
B+ 163 plusmn 003
bn -006 plusmn 002
sn 081 plusmn 006
fw (42 plusmn 17)
non mixatopositivo
(+-)
non mixatonegativo
(-+)
mixatonegativo
(--)
mixatopositivo
(++)
B0 direttiB0 secondariB0 tag da DB+ direttiB+ tag da D
28
Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
-

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Conclusioni e progetto per il 20052006
bull Analisi conclusa con pubblicazione (Phys Rev Lett Maggio rsquo05)
bull Analisi violazione di CP nel mixingndash Completato fit a t nel segnale simulato e in molte categorie di fondo
Validazione del fit con la tecnica del toy MonteCarlo ndash Lrsquoerrore statistico atteso su |qp| egrave 0004 (00025) per la statistica raccolta nel
periodo 2000-2004 (2000-2006)
ndash Ottobre 2005-Gennaio 2006bull Completamento del fit su tutti gli eventi MonteCarlo e sui dati reali
bull libero nel fit
ndash Febbraio-Ottobre 2006bull Determinazione degli errori sistematici sulla misura
bull Ripetizione del fit su eventi con tag di kaone
bull Scrittura tesi
ndash Prospettiva di contributo alle conferenze estive 2006 pubblicazione
- Prova di ammissione al dottorato per lrsquoanno 20052006
- Riassunto attivitagrave e progetto di tesi
- Lrsquoacceleratore PEP-II a SLAC
- Il rivelatore BaBar
- La fisica di BaBar (I)
- Misura di Dt - analisi dipendenti dal tempo
- La fisica di BaBar (II)
- Attivitagrave Operation Manager
- Analisi violazione del numero leptonico in t+ m+g
- Progetto di tesi differenza dei rate di decadimento e violazione di CP nel mixing B0B0
- Formalismo del mixing
- Autovalori e autostati di H
- Violazione di CP nel mixing
- Stime teoriche e misure di DG e |qp|
- Funzione di distribuzione dei tempi di decadimento
- Lato ricostruito e lato di tag
- Funzione di distribuzione generica
- Ricostruzione di B0 D l n
- Accordo dati-MonteCarlo
- Selezione di eventi
- Fit a Dt vero - tag vero
- Distribuzioni reali di Dt
- Fit a Dt ndash MonteCarlo di segnale
- Metodo di validazione del fit
- Risultati della validazione
- Fit totale al MonteCarlo generico
- Fit al fondo combinatorio
- Conclusioni e progetto per il 20052006
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