German Title: Messung der CP-Asymmetrie in muon-tagged D0->K-K+ und D0->pi-pi+ Zerällen bei LHCb

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Abstract

This thesis presents the measurement of the time-integrated CP asymmetries in D0->K-K+ and D0->pi-pi+ decays. The analysis uses data corresponding to an integrated luminosity of 3 fb^-1 collected at the LHCb experiment in proton-proton collision at centre-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV. The D0 mesons are produced in semileptonic b-hadron decays, where the charge of the accompanying muon determines the initial flavour of the D0 meson. By taking the difference of the observed asymmetries in the selected D0->K-K+ and D0->pi-pi+ samples, production and detection asymmetries cancel. The difference in CP asymmetries between the two final states is measured to be DeltaACP = AcpKK - Acppipi = (+0.14+-0.16(stat)+-0.08(syst))%. In order to obtain a measurement of AcpKK, large samples of Cabibbo-favoured D+ meson decays are used to determine production and detection asymmetries to a high precision. The CP asymmetry is found to be AcpKK = (-0.06+-0.15(stat)+-0.10(syst))%, where the correlation coefficient between DeltaACP and AcpKK is rho=0.28. By combining these results, the CP asymmetry in decays D0->pi-pi+ is derived to be Acppipi = (-0.20+-0.19(stat)+-0.10(syst))%. The results of this thesis show that there is no significant CP violation in D0->K-K+ and D0->pi-pi+ decays at the level of 10^-3.

Translation of abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit werden die Messungen der zeitintegrierten CP-Asymmetrien in den Zerfällen D0->K-K+ und D0->pi-pi+ vorgestellt. Die benutzten Daten wurden in Proton-Proton Kollisionen mit den Schwerpunktsenergien 7 TeV und 8 TeV mit dem LHCb-Experiment aufgenommen. Sie entsprechen einer integrierten Luminosität von 3 fb^-1. Die D0-Mesonen stammen aus semileptonischen b-Hadron-Zerfällen, wobei die Ladung des einhergehenden Myons den anfänglichen Flavour des D0-Mesons bestimmt. Produktions- und Detektionsasymmetrien kürzen sich in der Differenz der beobachteten Asymmetrien in den selektierten D0->K-K+ und D0->pi-pi+ Datensätzen. Die Differenz der CP-Asymmetrien zwischen den beiden Endzuständen wird gemessen zu DeltaACP = AcpKK - Acppipi = (+0.14+-0.16(stat)+-0.08(syst))%. Große Mengen von Cabibbo-bevorzugten D+-Meson-Zerfällen werden benutzt, um Produktions- und Detektionsasymmetrien mit hoher Präzision zu bestimmen. Diese Resulate ergeben eine Messung der CP-Asymmetrie AcpKK von AcpKK = (-0.06+-0.15(stat)+-0.10(syst))%. Die Korrelation der Messungen von DeltaACP und AcpKK beträgt rho=0.28. Beide Resultate kombiniert ergeben eine CP-Asymmetrie in D0->pi-pi+ Zerfällen von Acppipi = (-0.20+-0.19(stat)+-0.10(syst))\%. Die vorgestellen Resultate zeigen, dass es keine signifikante CP Verletzung in den Zerfällen D0->K-K+ and D0->pi-pi+ bis zu einer Größenordnung O(10^-3) gibt.