Détermination de précision de |V_ub| à Belle et Belle II à l’aide de nouvelles techniques de B-tagging

La détermination de l’élément de matrice CKM |V_ub| constitue un objectif majeur de la physique des saveurs et fournit un test important de la description des transitions de saveur des quarks dans le Modèle standard. En particulier, les désintégrations semi-leptoniques exclusives sans charme, telles que B→πlν et B→ρlν, combinées aux calculs théoriques des facteurs de forme hadroniques correspondants, constituent une approche particulièrement intéressante pour sa détermination.

L’environnement cinématique propre des usines à mésons B offre des possibilités uniques pour réaliser ces mesures. À Belle et Belle II, la reconstruction du méson B compagnon impose de fortes contraintes sur la cinématique du côté signal et permet notamment de reconstruire le neutrino manquant. Les performances de l’algorithme de B-tagging jouent donc un rôle essentiel dans l’efficacité de sélection, le rejet du bruit de fond et la résolution cinématique des mesures de désintégrations semi-leptoniques des mésons B.

Ce projet de thèse vise à développer et exploiter des techniques avancées de B-tagging afin de réaliser une étude de précision des désintégrations semi-leptoniques sans charme des mésons B à partir des données de Belle et Belle II. L’analyse se concentrera notamment sur des canaux tels que B→πlν et B→ρlν, avec la possibilité d’étendre le programme à d’autres modes exclusifs complémentaires. Le projet étudiera dans quelle mesure l’amélioration de l’efficacité du B-tagging et de la reconstruction cinématique peut accroître la sensibilité à ces désintégrations et réduire les principales incertitudes expérimentales.

La mesure comprendra les rapports d’embranchement ainsi que les distributions différentielles de désintégration. Elle permettra notamment d’accéder à la dépendance en q² des taux de désintégration et de confronter les résultats expérimentaux aux calculs théoriques les plus récents des facteurs de forme. L’objectif final sera d’obtenir une détermination précise de |V_ub|, accompagnée d’une évaluation détaillée des incertitudes expérimentales et théoriques.

Le groupe Belle II du CPPM est activement impliqué dans le développement de techniques de B-tagging et dans l’étude des désintégrations semi-leptoniques des mésons B. Le groupe possède une expertise dans la reconstruction des événements, les analyses de physique des saveurs et l’exploitation des données de Belle II, offrant ainsi un environnement favorable au développement de ce programme. Ce projet permettra de contribuer au programme de physique de Belle II tout en développant des compétences dans les techniques avancées de reconstruction et dans la physique de précision des saveurs.

En combinant des techniques avancées de reconstruction des événements avec une mesure de précision des désintégrations semi-leptoniques sans charme des mésons B, ce projet contribuera à une détermination plus précise de |V_ub| et à une meilleure compréhension de la matrice CKM ainsi qu’à des tests du Modèle standard.