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Die hier vorgestellte Untersuchung des radiativen elektroschwachen "Pinguin"-Zerfalls B->K*(892)Gamma, der durch den "Schleifen"-Übergang b->sGamma stattfindet, stellt einen wichtigen Test des Standardmodells und einen Kandidaten für die Suche nach Neuer Physik dar. Der benutzte Datensatz wurde auf der Y(4S)-Resonanz mit dem BABAR-Detektor am asymmetrischen Elektron-Positron-Speicherring PEP-II des Stanford Linear Accelerator Centers (SLAC) aufgezeichnet. Die B->K*Gamma Verzweigungsverhältnisse wurden in vier K*-Zerfallskanälen gemessen. Eine Suche nach direkter CP-Verletzung im B->K*Gamma Kanal wurde ebenfalls durchgeführt. / The presented study of the radiative electroweak "penguin"-decay B->K*(892)gamma, proceeding by the b->sgamma "loop"-transition, provides an important test of the Standard Model and a candidate of the search for New Physics. The used data sample has been recorded at the Y(4S) resonance with the BABAR detector at the asymmetric electron-positron- collider PEP-II of the Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) in California. The B->K*gamma branching fractions are measured in four K*-decay modes. A search for direct CP-violation in the B->K*gamma mode has also been carried out.

The branching fraction for B -> rho e nu decays and the CKM matrix element |Vub| is measured with semileptonic exclusive B-meson decays using approximately 55 million Upsilon(4S) -> BBbar decays collected during the years 2000 and 2001 with the BABAR detector. The result is Br(B0 -> rho- e+ nu) = (3.39 +- 0.44 +- 0.52 +- 0.60) x 10^-4, and |Vub| = (3.69 +- 0.23 +- 0.27 +0.40-0.59) x 10^-3. The quoted errors are statistical, systematic, and theoretical respectively. These are combined results obtained using five different form-factor models. Individual results are also quoted. / Das Verzweigungsverhältnis B -> rho e nu und das CKM Matrix Element |Vub| werden mittels semileptonischer exklusiver B Mesonen Zerfälle gemessen. Die Daten wurden in den Jahren 2000 und 2001 mit dem BABAR Dektektor aufgezeichnet und ensprechen ungefähr 55 Millionen Upsilon(4S) -> BBbar Zerfällen. Das Ergebnis ist Br(B0 -> rho- e+ nu) = (3.39 +- 0.44 +- 0.52 +- 0.60) x 10^-4 und |Vub| = (3.69 +- 0.23 +- 0.27 +0.40-0.59) x 10^-3. Die angegebenen Fehler sind statistisch, systematisch und theoretisch. Dieses Ergebnis ist eine Kombination von Ergebnissen fünf verschiedener Form-Faktor Modelle. Die Ergebnisse werden auch für jedes Modell einzeln angegeben.

Presented is a search for the rare hadronic B meson decay B0 -> eta phi. It is based on 86 x 10^6 BB pairs recorded by the BABAR experiment at the Stanford Linear Accelerator Center between 1999 and 2002. phi mesons are reconstructed in the channel phi -> K+ K-. eta mesons are reconstructed in the channels eta -> gamma gamma and eta -> pi+ pi- pi0. Signal events are identified by a candidate counting and a maximum-likelihood method. To ensure an unbiased measurement, the number of signal events is blinded throughout the analysis. Although no significant signal is found by either method, the maximum-likelihood method obtains a smaller statistical uncertainty. In this method, the branching fraction of the decay B0 -> eta phi is determined by the upper limit BR (B0 -> eta phi) < 3.28 x 10^-6 (90%). This value includes a systematic uncertainty of 6.2%. The cited upper limit is consistent with recent theoretical predictions. Therefore, this search gives no indication for particle interactions that are not described by the Standard Model of particle physics. / Vorgestellt wird eine Suche nach dem seltenen hadronischen B-Meson-Zerfall B0 -> eta phi. Sie basiert auf 86 x 10^6 BB-Paaren, die zwischen 1999 und 2002 vom BABAR-Experiment am Stanford Linear Accelerator Center aufgezeichnet wurden. phi-Mesonen werden im Kanal phi -> K+ K- rekonstruiert. eta-Mesonen werden in den Kanälen eta -> gamma gamma und eta -> pi+ pi- pi0 rekonstruiert. Zur Identifikation von Signalereignissen wird eine Abzählmethode und eine Maximum-Likelihood-Methode verwendet. Um eine unvoreingenommene Messung zu gewährleisten, bleibt die Anzahl der Signalereignisse während der gesamten Analyse blind. Durch keine der verwendeten Methoden wird ein signifikantes Signal nachgewiesen. Die Maximum-Likelihood-Methode liefert jedoch eine kleinere statistische Unsicherheit. In dieser Methode ist das Verzweigungsverhältnis des Zerfalls B0 -> eta phi durch die obere Grenze BR (B0 -> eta phi) < 3.28 x 10^-6 (90%) gegeben. Dieser Wert enthält eine systematische Unsicherheit von 6.2%. Die angegebene obere Grenze ist mit aktuellen theoretischen Vorhersagen konsistent. Damit gibt diese Untersuchung keine Hinweise auf Wechselwirkungen, die nicht durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben werden.

Abstract The neutral B mesons B0 and B0s can under go flavor changing oscillations due to interactions by the weak force. Experiments which measure the frequency of these state transitions produce extremely noisy results that are difficult to analyse. A method for extracting the frequency of B mesons oscillations using the continuous wavelet transform is developed here. In this paper the physics of B meson mixing is related, leading to the derivation of a function describing the expected amount of mixing present in B0 and B0s meson decays. This result is then used to develop a new method for analysing the underlying frequency of oscillation in B mixing. An introduction to wavelet theory is provided in addition to details on interpreting daughter wavelet coefficient diagrams. Finally, the effectiveness of the analysis technique produced, referred to as the Template Fitting Method, is investigated through an application to data generated using Monte Carlo methods.

Title: Study of the rare B-meson decays with the ATLAS experiment Author: Marek Biroš Institute: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor: RNDr. Pavel Řezníček, Ph.D., Institute of Particle and Nuclear Physics Abstract: The rare B0 d → K∗0 (892) μμ decay is one of the B-physics channels sensitive to Beyond Standard Model effects. The potential deviation from Standard Model predictions could be observed in the angular distribution of this decay. The work compiles several sub-tasks at the initial stage of this complex analysis: decay angles fit validation and signal event preselection. The fit functions used in the analysis are verified on generated toy Monte Carlo data. Ranges of parameters, for which are these functions positive, are established and within this parametric space, the testing of possible intrinsic fit biases is evaluated. A dependence of the fit bias with respect to the collected number of events (expected in Run 2 as well as at HL-LHC) and to the different signal-to- background ratio is studied. The second part of the thesis deals with processing of raw reconstructed data from the detector into n-tuples resulting in a more compact dataset that would be used in the final analysis. Within the process, baseline cuts are applied in order to minimize size of final datasets by reducing...

Presented is a search for the rare hadronic B meson decay B0 -> eta phi. It is based on 86 x 10^6 BB pairs recorded by the BABAR experiment at the Stanford Linear Accelerator Center between 1999 and 2002. phi mesons are reconstructed in the channel phi -> K+ K-. eta mesons are reconstructed in the channels eta -> gamma gamma and eta -> pi+ pi- pi0. Signal events are identified by a candidate counting and a maximum-likelihood method. To ensure an unbiased measurement, the number of signal events is blinded throughout the analysis. Although no significant signal is found by either method, the maximum-likelihood method obtains a smaller statistical uncertainty. In this method, the branching fraction of the decay B0 -> eta phi is determined by the upper limit BR (B0 -> eta phi) < 3.28 x 10^-6 (90%). This value includes a systematic uncertainty of 6.2%. The cited upper limit is consistent with recent theoretical predictions. Therefore, this search gives no indication for particle interactions that are not described by the Standard Model of particle physics. / Vorgestellt wird eine Suche nach dem seltenen hadronischen B-Meson-Zerfall B0 -> eta phi. Sie basiert auf 86 x 10^6 BB-Paaren, die zwischen 1999 und 2002 vom BABAR-Experiment am Stanford Linear Accelerator Center aufgezeichnet wurden. phi-Mesonen werden im Kanal phi -> K+ K- rekonstruiert. eta-Mesonen werden in den Kanälen eta -> gamma gamma und eta -> pi+ pi- pi0 rekonstruiert. Zur Identifikation von Signalereignissen wird eine Abzählmethode und eine Maximum-Likelihood-Methode verwendet. Um eine unvoreingenommene Messung zu gewährleisten, bleibt die Anzahl der Signalereignisse während der gesamten Analyse blind. Durch keine der verwendeten Methoden wird ein signifikantes Signal nachgewiesen. Die Maximum-Likelihood-Methode liefert jedoch eine kleinere statistische Unsicherheit. In dieser Methode ist das Verzweigungsverhältnis des Zerfalls B0 -> eta phi durch die obere Grenze BR (B0 -> eta phi) < 3.28 x 10^-6 (90%) gegeben. Dieser Wert enthält eine systematische Unsicherheit von 6.2%. Die angegebene obere Grenze ist mit aktuellen theoretischen Vorhersagen konsistent. Damit gibt diese Untersuchung keine Hinweise auf Wechselwirkungen, die nicht durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben werden.

Die hier vorgestellte Untersuchung des radiativen elektroschwachen "Pinguin"-Zerfalls B->K*(892)Gamma, der durch den "Schleifen"-Übergang b->sGamma stattfindet, stellt einen wichtigen Test des Standardmodells und einen Kandidaten für die Suche nach Neuer Physik dar. Der benutzte Datensatz wurde auf der Y(4S)-Resonanz mit dem BABAR-Detektor am asymmetrischen Elektron-Positron-Speicherring PEP-II des Stanford Linear Accelerator Centers (SLAC) aufgezeichnet. Die B->K*Gamma Verzweigungsverhältnisse wurden in vier K*-Zerfallskanälen gemessen. Eine Suche nach direkter CP-Verletzung im B->K*Gamma Kanal wurde ebenfalls durchgeführt. / The presented study of the radiative electroweak "penguin"-decay B->K*(892)gamma, proceeding by the b->sgamma "loop"-transition, provides an important test of the Standard Model and a candidate of the search for New Physics. The used data sample has been recorded at the Y(4S) resonance with the BABAR detector at the asymmetric electron-positron- collider PEP-II of the Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) in California. The B->K*gamma branching fractions are measured in four K*-decay modes. A search for direct CP-violation in the B->K*gamma mode has also been carried out.

Ein Algorithmus zur Identifizierung von Elektronen mit dem BABAR Detektor wird entwickelt. Basierend auf Spuren, deren Teilchenidentität aus rein kinematischen Überlegungen gefolgert werden kann, wird für Impulse zwischen 0.5 und 2.5 GeV/c die Selektionseffizienz für Elektronen zu 90% bestimmt. Im gleichen Impulsbereich liegt die Wahrscheinlichkeit, Pionen als Elektronen zu identifizieren, zwischen 0.05% und 0.1%. Auf diesem Algorithmus basiert die Messung des inklusiven Elektronen Impulsspektrums aus B-Meson Zerfällen anhand der Daten, die mit dem BABAR Detector am asymmetrischen Speicherring PEP-II ("B-Factory") aufgezeichnet wurden. Das Volumen der analysierten Daten entspricht einer integrierten Luminosität von 4.13 1/fb auf der Y(4S) Resonanz und 0.97 1/fb bei einer um 40 MeV verringerten Schwerpunktsenergie. B - Anti-B Ereignisse werden anhand hochenergetischer Elektronen identifiziert. Elektronen von einem semileptonischen Zerfall des zweiten B-Mesons werden durch die relative Ladung und Impulsrichtung zum hochenergetischen Elektron vom Untergrund aus semileptonischen Charm Zerfällen isoliert. Das inklusive Verzweigungsverhältnis für den semileptonischen Zerfall des B-Mesons wird zu (10.85 +-0.22(stat.) +-0.34(sys))% gemessen. Zusammen mit der Lebenszeit von B-Mesonen lässt sich daraus |V_cb| bestimmen: |V_{cb}| = 0.0406 +-0.0009(exp) +-0.0019(theory). / An algorithm for identification of electrons with the BABAR detector is developed. Based on pure samples of electrons and hadrons obtained from data, we determine the electron identification efficiency to be above 90% for momenta above 0.5 GeV/c in the laboratory frame, while the pion fake rate lies between 0.05% and 0.1%. Based on this algorithm, a measurement of the inclusive lepton momentum spectrum in B meson decays is performed. We analyze 4.13 fb^-1 and 0.97 fb^-1 of data recorded at and slightly below the Upsilon(4S) resonance with the BABAR detector at the PEP-II a symmetric B-Factory. B-Bbar events are tagged by a high momentum electron. Using charge and angular correlations, leptons from a second semileptonic $B$ decay are separated from secondary charm semileptonic decays. The inclusive branching ratio is measured to be (10.85 +-0.22(stat.) +-0.34(sys))% . Combined with the B lifetime we determine |V_cb| = 0.0406 +-0.0009(exp) +-0.0019(theory).

We study the masses of the low-lying charm and bottom mesons within the framework of heavy-hadron chiral perturbation theory. We work to third order in the chiral expansion, where meson loops contribute. In contrast to previous approaches, we use physical meson masses in evaluating these loops. This ensures that their imaginary parts are consistent with the observed widths of the D-mesons. The lowest odd- and even-parity, strange and non-strange mesons provide enough constraints to determine only certain linear combinations of the low-energy constants (LECs) in the effective Lagrangian. We comment on how lattice QCD could provide further information to disentangle these constants. Then we use the results from the charm sector to predict the spectrum of odd- and even-parity of the bottom mesons. The predicted masses from our theory are in good agreement with experimentally measured masses for the case of the odd-parity sector. For the even-parity sector, the $B$-meson states have not yet been observed; thus, our results provide useful information for experimentalists investigating such states. The near degeneracy of nonstrange and strange scalar $B$ mesons is confirmed in our predictions using $\mathrm{HHChPT}$. Finally,we show why previous approaches of using $\mathrm{HHChPT}$ in studying the mass degeneracy in the scalar states of charm and bottom meson sectors gave unsatisfactory results. Interactions between these heavy mesons are treated using effective theories similar to those used to study nuclear forces. We first look at a strongly-interacting channel which produces a bound or virtual state and a dimer state which couples weakly to a weakly-interacting channel to produce a narrow resonance. We also look at the short-range interactions in two channels. We consider two cases: two channels where one has a strong $s$-wave interaction which produces bound or virtual states, and a dimer state which couples weakly to weakly-coupled channels which in turn can produce narrow resonances. For each of these systems, we use well-defined power-counting schemes. The results can be used to investigate resonances in the charmonium and bottomonium systems. We demonstrate how the method can be applied to the $X(3872)$. The widths of the $X(3872)$ for decay processes to $\bar{D}^0 D^{*0}$ and $\bar{D}^0D^0\pi$ are calculated. We use these results to obtain the line shapes of the $X(3872)$ under different assumptions about the nature of this state.