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Measurement of the CKM matrix elements |Vub|/|Vcb| from semileptonic Bs decays

Braun, Svende Annelies

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Abstract

This thesis presents the determination of the CKM matrix elements |Vub|/|Vcb| from measuring the ratio of branching fractions of the Bs meson decays Bs->Kmunu with respect to Bs->Dsmunu. The analysis is based on proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 2fb^(-1) produced at a center of mass energy of sqrt(s)=8Tev provided by the Large Hadron Collider and collected by the LHCb experiment in 2012. The branching fraction ratio is measured to be BF(Bs->Kmunu)/BF(Bs->Dsmunu)=(6.079 +- 0.201 +- 0.476 ) x 10^(-3) where the first uncertainty is statistical and the second one systematic. This experimental measured ratio is combined with theoretical form factor predictions for Bs->Kmunu and Bs->Dsmunu which results in the determination of the CKM matrix elements |Vub|/|Vcb|=0.114 +- 0.005 +- 0.013 where the first uncertainty is the combined experimental uncertainty and the second one is from theoretical predictions. This measurement provides an important constraint to global fits to the unitary triangle of the CKM sector of the SM. The branching fraction ratio together with theoretical predictions and external input can also be used to extract the total branching fraction for the signal decay, which is measured to be BF(Bs->Kmunu)=(1.31 +- 0.14) x 10^{-4} for the first time.

Translation of abstract (German)

In dieser Arbeit wird die Messung der CKM-Matrix Elemente |Vub|/|Vcb| aus dem Quotient des Verzweigungsverhältnis von den Bs-Mesonen Zerfällen Bs->Kmunu im Vergleich zu Bs->Dsmunu vorgestellt. Die Analyse basiert auf einem Proton-Proton Kollisions-Datensatz der einer integrierten Luminosität von 2fb^(-1) entspricht und bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s)=8Tev vom Large Hadron Collider produziert und vom LHCb Experiment in 2012 aufgenommen wurde. Der Quotient des Verzweigungsverhältnis wird zu BF(Bs->Kmunu)/BF(Bs->Dsmunu)=(6.079 +- 0.201 +- 0.476 ) x 10^(-3) bestimmt, wobei die erste Unsicherheit statistisch und die zweite systematisch ist. Dieser experimentell gemessene Quotient wird mit theoretisch vorhergesagten Form Faktoren kombiniert, was zur Bestimmung der CKM Matrix Elemente |Vub|/|Vcb|=0.114 +- 0.005 +- 0.013 führt, hierbei ist die erste Unsicherheit die kombinierte experimentelle Unsicherheit und die zweite kommt aus theoretischen vorhersagen. Diese Messung gibt eine wichtige Beschränkung für globale Fits des Unitaritäts Dreiecks vom CKM Sektor im Standardmodell. Der Quotient des Verzweigungsverhältnisses kann auch verwendet werden um das totale Verzweigungsverhältnisses für den Signal Kanal zu bestimmen, dieser wird zum ersten Mal zu BF(Bs->Kmunu)=(1.31 +- 0.14) x 10^{-4} gemessen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hansmann-Menzemer, Prof. Dr. Stephanie
Place of Publication: Heidelberg
Date of thesis defense: 16 June 2020
Date Deposited: 27 Jul 2020 06:39
Date: 2020
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
The Faculty of Physics and Astronomy > Institute for Theoretical Physics
The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
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