Study of the rare B-meson decays with the ATLAS experiment

• 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: 2018/2019
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Pavel Řezníček, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 10.01.2019
• Datum zadání: 10.01.2019
• Datum potvrzení stud. oddělením: 25.01.2019
• Datum a čas obhajoby: 14.09.2020 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 28.05.2020
• Datum odevzdání tištěné podoby: 28.05.2020
• Datum proběhlé obhajoby: 14.09.2020
• Oponenti: Mgr. Daniel Scheirich, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Seznámení se s experimentem ATLAS a B-fyzikálními analýzami na tomto experimentu (motivace, techniky)
2. Osvojení se programovacího prostředí ROOT a jazyku C++
3. Seznámení se s motivací a technikami měření vzácných semileptonových rozpadů
4. Analýza rozpadu neutrálního B mezonu na mezon K* a dva miony: fity úhlového rozdělení, selekce signálních událostí, systematické chyby

Seznam odborné literatury

SW pro analýzu: https://root.cern.ch/, http://pprc.qmul.ac.uk/~bevan/afit/
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-, JHEP 10 (2018) 047: https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/BPHY-2013-02/
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
Ina Carli, PhD thesis, Angular analysis of the Bd -> K*0 muon+ muon- decay with the ATLAS detector, MFF UK, 2019

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. Úkolem studenta je do této ATLAS analýzy významně přispět.

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 task is to significantly contribute to this ATLAS analysis.