Analyse du canal Λb → Λ + J/Ψ et mesure de la polarisation du baryon Λ produit dans les collisions p-p à 7 TeV avec le détecteur LHCb

Analysis of the channel Λb → Ψ Λ + J/Ψ and measurement of the polarization of the baryon Λ produced in collisions p-p at 7 TeV with the LHCb detector

• Auteur / Autrice : Marwa Jahjah-Hussein
• Direction : Ziad Ajaltouni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des Particules
• Date : Soutenance le 03/02/2011
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de Physique Corpusculaire (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : (LPC-Clermont) Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand
• Jury : Président / Présidente : Alain Baldit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Richard, Walter Bonivento, Jacques Chauveau, Pascal Perret
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Marc Richard, Walter Bonivento

Mots clés

Mots clés contrôlés

Baryons

Polarisation (physique nucléaire)

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

LHCb

Violation de la symétrie T

Modèle Phénoménologique

Temps de vie du Λb

Polarisation

LHCb

T violation

Phenomenological model

Λb lifetime

Polarisation

Résumé

Les thèmes abordés et développés dans ce manuscrit ont pour objectif de proposer une nouvelle voie pour tester, d'une manière directe, la symétrie de renversement du temps (T) : voie offerte par le LHC grâce à la production copieuse de baryons beaux, spécialement le Λb dont les canaux de désintégration en ΛV(1-) révèleraient l'existence de nouvelles observables impaires par T. L'accent est mis sur l'importance de la polarisation initiale du Λb produit dans les collisions p-p et, surtout, sur celles des résonances intermédiaires issues du Λb. Nous présentons en premier lieu le cadre théorique du travail effectué et en second lieu les différentes voies concernant la recherche directe de la violation de T. Un modèle phénoménologique étudiant la désintégration Λb → Λ J/Ψ a été développé à partir duquel les distributions angulaires ont été calculées. Une étude approfondie de la reconstruction et de la sélection du canal Λb → Λ J/Ψ est exposée ainsi que celle du canal Bd0→ J/Ψ Ks0 ; canal utilisé pour valider la méthode d'extraction du temps de vie du Λb. Sur un autre plan et grâce au démarrage du LHC, une analyse préliminaire des premières données enregistrées par le LHCb a été effectuée ainsi qu'une première mesure prometteuse de la polarisation de l'hypéron Λ.

The topics discussed and developed in this dissertation aim to propose a new way to test, in a direct manner, the symmetry of time reversal (T): an opportunity is offered by the LHC through the copious production of beauty baryons, especially the Λb whose decay channels in ΛV (1-) would reveal the existence of new odd observables under T. The Emphasis is put on the importance of the Λb initial polarization produced in p-p collisions, and especially those of intermediate resonances coming from Λb. We first present the theoretical framework of this work and secondly the different procedures concerning the direct search of T violation. A phenomenological model considering the decay Λb → Λ J/Ψ has been developed, from which angular distributions are computed. A detailed study of the reconstruction and selection of the channel Λb → Λ J/Ψ is exposed as well as that of the channel Bd0 → J/Ψ Ks0 ; channel used to validate the extraction of the Λb lifetime. On another side and due to the start of the LHC, a preliminary analysis of data recorded by the LHCb has been made. A promising first measure of the hyperon Λ polarization was also performed.