Measurement of the reference channel B+/- -> J/psi K+/- for the rare decay Bs -> mu+mu- with the ATLAS experiment

Abstract

Das ATLAS Experiment ist eines der vier großen Experimente des Large Hadron Collider (LHC) am CERN, Genf. Mit diesem Experiment sollen die noch offenen Fragen der Teilchenphysik geklärt werden. Der Zerfall des Bs Mesons in zwei Myonen ist ein stark unterdrückter Zerfallskanal des Standard Modells (SM). Es ist ein seltener Zerfall mit einem erwartetem Verzweigungsverhältnis von 3.56 x 10^-9. Das Bs -> mu+mu- -Verzweigungsverhältnis wird relativ zum Referenzkanal B+/- -> J/psi K+/- gemessen. Das Thema diese Arbeit ist die Messung der B+/- -Ausbeute. Die Grundlage der Analyse sind 4.9/fb der ATLAS Daten, welche im Jahr 2011 bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV aufgenommen wurden. Die Auswahl der B+/- -Ereignisse wurde unter Verwendung einer multivariaten Datenanalyse (MVA) durchgeführt. Die Ausbeute wird mittels eines zweidimensionalen ungebinten Maximum-Likelihood-Fits abgeschätzt, welcher die Pro-Ereignis-Unsicherheiten berücksichtigt. Mit Hilfe der Ergebnisse wird die obere Grenze auf das Bs -> mu+mu- -Verzweigungsverhältnis berechnet, welche von der ATLAS-Kollaboration veröffentlicht wurde [1,2].

The ATLAS experiment is one of the four major experiments at the Large Hadron Collider (LHC) of CERN, Geneva. The experiment addresses the open questions of particle physics. The decay of the Bs meson to two muons is strongly suppressed in the Standard Model (SM). It is a rare decay with an expected branching fraction of 3.56 x 10^-9. The Bs -> mu+mu- branching fraction is measured relative to a reference channel, B+/- -> J/psi K+/-. The subject of this thesis is the measurement of the B+/- yield. The analysis uses 4.9/fb of ATLAS data collected in the year 2011 at 7 TeV center-of-mass energy. The B+/- candidate selection is performed using a multivariate (MVA) technique. The yield is estimated using a two-dimensional unbinned maximum likelihood fit that accounts for the per-event uncertainties. The result is used for the computation of the upper limit on the Bs -> mu+mu- branching fraction published by the ATLAS collaboration [1,2].