Recherche des désintégrations violant la saveur leptonique B → τℓX et des transitions b → sττ

Search for lepton flavour violating decays $B rightarrow tau l X$ and $brightarrow s tau tau$ transitions.

• Auteur / Autrice : Isaac-Paul Consigny
• Direction : Justine Serrano, Giampiero Mancinelli
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : PHYSIQUE DES PARTICULES ET ASTROPARTICULES
• Date : Inscription en doctorat le 02/10/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

Mots clés

Mots clés libres

Physique des particules

Physique du méson B

Violation de saveur leptonique

Belle ii

Particle physics

B meson physics

Lepton flavour violation

Belle ii

Résumé

Les désintégrations violant la saveur leptonique, interdites dans le modèle standard, font partie des sondes les plus prometteuses pour la recherche de nouvelle physique. Au vue des récentes anomalies mises en évidence par l'expérience LHCb dans les tests de l'universalité leptonique dans les processus b → sℓℓ et b → cℓν, l'intérêt pour les désintégrations violant la saveur leptonique faisant intervenir un lepton tau dans l'état initial ou l'état final est fortement renforcé. En particulier, plusieurs modèles de nouvelle physique prévoient des rapports d'embranchement juste au-dessus des limites expérimentales actuelles pour les canaux τ → φµ et B → Kτµ, mais aussi pour les transitions (FCNC) b → sττ. L'expérience Belle II, situé à KEK au Japon, a commencé sa prise de données en 2019, dans le but de multiplier la statistique enregistrée par son prédécesseur Belle par un facteur 50 d'ici 2031. Le but de cette thèse est d'analyser les données de Belle II afin d'obtenir les meilleures limites expérimentales sur les désintégrations qui violent la saveur leptonique du type B → τℓX où X est un système hadronique et ℓ un electron ou un muon et sur les transitions b → sττ, comme B→ K*ττ.

Decays that violate lepton flavor, which are forbidden in the Standard Model, are among the most promising probes for the search for new physics. In light of recent anomalies highlighted by the LHCb experiment in tests of lepton universality in the b → sℓℓ and b → cℓν processes, interest in decays that violate lepton flavor involving a tau lepton in either the initial or final state is significantly strengthened. In particular, several models of new physics predict branching ratios just above current experimental limits for the channels τ → φµ and B → Kτµ, as well as for the flavor-changing neutral current (FCNC) transitions b → sττ. The Belle II experiment, located at KEK in Japan, began its data collection in 2019, aiming to increase the statistics recorded by its predecessor, Belle, by a factor of 50 by 2031. The aim of this thesis is to analyze Belle II data in order to obtain the best experimental limits on decays that violate lepton flavor of the type B → τℓX where X is a hadronic system and ℓ is an electron or a muon, and on the transitions b → sττ, such as B → K*ττ.