Recherche de désintégrations violant la saveur leptonique dans les canaux de désintégration B0 → K∗0τ ±e∓ avec l'expérience LHCb au CERN ; contribution à l'élaboration des lignes de déclenchement pour la recherche de phénomènes rares et mise en œuvre d'algorithmes d'isolation pour les nouveaux sous-détecteurs de l'expérience LHCb

Search for Lepton Flavour violating decayB0 → K∗0τ ±e∓ with the LHCb experiment,contribution in Rare Decay trigger configuration andimplementation of isolation tools for the Upgrade of the detector

• Auteur / Autrice : Tommaso Fulghesu
• Direction : Pascal Vincent, Francesco Polci
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'Univers
• Date : Soutenance le 19/09/2024
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Trincaz-Duvoid
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sacha Davidson, Marco Pappagallo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Machefert, Justine Serrano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique quantique de la saveur

Particules (physique)

Grand collisionneur de hadrons

Leptons (physique nucléaire) -- Interactions

Mots clés libres

LHCb

Physique de particules

Violation de la saveur

Isolation

Functors

Trigger

LHCb

Particle physics

Flavour violation

Isolation

Functors

Trigger

Résumé

Dans cette thèse, je présente mes deux principales contributions à l'expérience LHCb. La première concerne le développement et la configuration de le software trigger du LHCb pour LHCb. De nombreux résultats ont été obtenus. Tout d'abord, j'ai développé plusieurs algorithmes et outils software, appelés ThOr functors, orientés vers une logique de programmation rapide et parallèle. Une partie de ce travail consiste à mettre en œuvre, dans le cadre du software, un outil puissant appelé « isolation », qui est utilisé pour la suppression du bruit de fond dans de nombreuses analyses de physique. En outre, j'ai réalisé des études de taux et de bande nécessaires pour définir les sélections de déclencheurs pour l'analyse physique du groupe de travail sur les désintégrations rares du LHCb, en particulier pour les recherches de violation de la saveur du lepton et les tests d'universalité de la saveur du lepton. La deuxième contribution principale est la toute première recherche de la désintégration B0 → K∗0τ ±e∓ violant la saveur du lepton à l'aide des données collectées au LHCb pendant le Run 2 pour une luminosité intégrée totale de 5,6 fb^-1. J'ai réalisé toutes les étapes de l'analyse : la définition de la sélection, l'évaluation de son efficacité, la détermination des incertitudes systématiques, l'ajustement aux données ; l'évaluation de la limite supérieure des fractions d'embranchement de ces désintégrations, qui correspondent à ~3 x10^-6.

In the thesis, I present my two main contributions to the LHCb experiment.The first one concerns the development and configuration of the LHCb software trigger for the LHCb Upgrade. Multiple accomplishments were achieved. First, I developed several software algorithms and tools, named ThOr functors, oriented to fast and parallel programming logic. Part of this work is functional in implementing within the software framework a powerful tool called ''isolation'', which is used for background suppression in many physics analyses. Additionally, I performed rate and bandwidth studies needed to define the trigger selections for the physics analysis of the LHCb Rare Decays working group, in particular for Lepton Flavour Violation searches and Lepton Flavour Universality tests.The second main contribution is the first-ever search for the Lepton Flavour Violating decay B0 → K∗0τ ±e∓ using data collected at LHCb during Run 2 for a total integrated luminosity of 5.6 fb^-1. I performed all the steps of the analysis: the definition of the selection, the evaluation of its efficiency, the determination of the systematic uncertainties, the fit to the data; the evaluation of the upper limit on the branching fractions of these decays, which correspond to ~3 x10^-6.