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Angular analysis of B0→ K*0µ+µ- decays using 3fb-1 of integrated luminosity at LHCb

Nikodem, Thomas

German Title: Winkelanalyse von B0→ K*0µ+µ- Zerfällen mit Daten einer integrierten Luminosität von 3fb-1 am LHCb Experiment

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An angular analysis of the decay B0→ K*0mu+mu- is performed on a data set from LHCb Run 1 corresponding to a total integrated luminosity of 3 fb-1. A complete set of CP-averaged angular observables and their correlations are determined simultaneously in intervals of the dimuon invariant mass squared, q². Special care is taken to separate the two contributions in which the kaon and the pion either originate from a spin 1 or a spin 0 resonance.

The measurement reveals a good agreement with Standard Model predictions. However, observables S5 and S6s show small discrepancies with respect to the predictions in the q² region 1-6 GeV². The measurement is also performed in a second angular basis, confirming a previously observed local deviation in one of its observables, P'5. The agreement between the measurement of P'5 and predictions in the q² region 0.1-8 GeV² corresponds to a p-value of 8.2 10^-4 only. The observations are compatible with theoretical models which predict additional physics contributions at the TeV scale.

Translation of abstract (German)

Eine Winkelanalyse des Zerfalls B0→ K*0mu+mu- wird durchgeführt, wobei der Datensatz von LHCb Run 1 verwendet wird, der einer integrierten Luminosität von 3 fb-1 entspricht. Ein kompletter Satz von CP gemittelten Observablen der Winkelverteilung sowie deren Korrelation wird simultan in Intervallen der quadratischen invarianten Masse des mu+mu- Systems, q², bestimmt. Besonders wurde darauf geachtet die Beiträge zu unterscheiden, in denen das Kaon und das Pion entweder von einer Spin 1 oder einer Spin 0 Resonanz herrühren.

Die Messungen stimmen gut mit den Standardmodell Vorhersagen überein, aber es gibt kleine Diskrepanzen in der q² Region 1-6 GeV² für die Observablen S5 und S6s. Zusätzlich wird die Messung auch in einer zweiten Basis vorgenommen, in der in einer vorangegangenen Messung in der Observablen P'5 eine lokale Diskrepanz mit den Vorhersagen gesehen wurde. Die Diskrepanz ist auch in dieser Messung sichtbar und die Messung von P'5 stimmt mit Vorhersagen in der q² Region 0,1-8 GeV² nur mit einem p-Wert von 8,2 10^-4 überein. Die Messungen sind mit den Erwartungen theoretischer Modelle kompatibel, die eine zusätzliche physikalische Komponente auf der TeV Skala vorhersagen.

Document type: Dissertation
Supervisor: Hansmann-Menzemer, Prof. Dr. Stephanie
Date of thesis defense: 16 December 2015
Date Deposited: 18 Feb 2016 07:53
Date: 2016
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
DDC-classification: 500 Natural sciences and mathematics
530 Physics
Controlled Keywords: Physik, Elementarteilchenphysik, LHCb <Teilchendetektor>
Uncontrolled Keywords: Winkelanalyse b physics Wilson coefficent rare decay
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