Štúdium vzácnych rozpadov B-mezónov v experimente ATLAS

• Název práce v jazyce práce (slovenština): Štúdium vzácnych rozpadov B-mezónov v experimente ATLAS
• Název práce v češtině: Studium vzácných rozpadů B-mesonů v experimentu ATLAS
• Název v anglickém jazyce: Study of the rare B-meson decays with the ATLAS experiment
• Klíčová slova: Fyzika b-hadronů Vzácné rozpady B-mesonů Experiment ATLAS v CERN
• Klíčová slova anglicky: Physics of b-hadrons B-meson rare decays ATLAS experiment at CERN
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: slovenština
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Pavel Řezníček, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 23.02.2018
• Datum zadání: 28.02.2018
• Datum potvrzení stud. oddělením: 20.03.2018
• Datum a čas obhajoby: 26.06.2018 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 17.05.2018
• Datum odevzdání tištěné podoby: 17.05.2018
• Datum proběhlé obhajoby: 26.06.2018
• Oponenti: Mgr. Daniel Scheirich, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Student se stručně seznámí s teorií vzácných rozpadů B-mesonů a motivací pro jejich analýzy v částicových experimentech. Práce bude založena na simulovaných datech z experimentu ATLAS: a to jak signálního semileptonového rozpadu neutrálního B-mesonu na kaon (K*0) a dva miony, tak hlavních pozaďových kanálů. K dispozici budou také reálná data z experimentu pro studium kombinatorického pozadí. Ve všech těchto datech budou studována rozdělení klíčových proměnných (úhlová rozdělení, invariantní hmoty), přičemž student má za úkol najít vhodný analytický popis těchto rozdělení. Použity budou fity metodou maximální věrohodnosti. V signálních rozpadech budou identifikovány a studovány mis-identifikované rozpady (anti-B-meson místo B-mesonu).

Seznam odborné literatury

SW pro analýzu: https://root.cern.ch/
ATLAS Collaboration, The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider, JINST 3 (2008) S08003: http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/3/08/S08003
ATLAS Collaboration, Angular analysis of the decay Bd into K*0 muon+ muon-, ATLAS-CONF-2017-023, https://cds.cern.ch/record/2258146
Tamsin Nooney, PhD thesis, Angular analysis of the Bd -> K*0 muon+ muon- decay with the ATLAS experiment, https://qmro.qmul.ac.uk/xmlui/handle/123456789/30627

Předběžná náplň práce

Hledání fyziky za Standardním Modelem částic je jedním z hlavních cílů současných částicových experimentů. Vzácné rozpady b-hadronů, probíhající přes v nejvyšším řádu přes smyčkové Feynmanovy diagramy, jsou silně citlivé na existenci možných nových částic. Nedávná měření úhlového rozdělení vzácného rozpadu neutrálního B-mesonu na kaon (K*0) a dva miony, provedená experimentem LHCb, vykazují odchylku od předpovědí Standardního Modelu. Experiment ATLAS pracuje na stejné analýze, aby tuto odchylku potvrdila. Student se seznámí se základy této analýzy, prací na simulovaných datech. Zároveň je zde prostor pro pokračování v této analýze v diplomové práci.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Search for New Physics beyond the Standard Model of particles is one of the main aims of the current particle experiments. Rare b-hadron decays, occurring at first level through Feynman diagrams with loops, are strongly sensitive to possible existence of new particles. Recent analyses from the LHCb experiment, measuring decay angles distributions in rare B-meson decay into a kaon (K*0) and two muons, result in deviation from the Standard Model prediction. The ATLAS experiment works on similar analysis in order to confirm this deviation. The student will learn basics of this analysis, using simulated data. There is possibility to extend the analysis further into diploma thesis.