This research project searches for new physics in the τ sector that would resolve the tension between BABAR measurement for the pion-photon transition form factor Fπ0(Q^2)and the standard model asymptotic prediction. This behaviour could be explained by a new light pseudo-scalar state that mixes with the π 0 and enhances its coupling to the c and b quarks or the τ lepton, or by a new spin-0 particle with mass very close to the π 0 . We examine one channel to test for existence of such objects: their creation in association with τ pairs in e+ e− collisions. The analysis uses a typical cut-based approach as the large predicted cross-sections and the kinematics of the final states allow for a direct selection of signal events and background suppression. Current simulation studies predict a 90% CL limit on the production cross-section on the order of 100 fb in case of no signal, while the theory predicts production cross-sections on the order of 1 pb to 100 pb depending on the model. / Graduate / 0798 / beaa@uvic.ca

The measurement of the ratio of the branching fractions of Υ (3S) decays into τ leptons over dimuons (R τ /μ = B(Υ (3S) → τ + τ − )/B(Υ (3S) → μ + μ − )) is a test of lepton universality. A violation of lepton universality would be evidence of new physics (and possibly of a light CP-odd Higgs boson). A sample of Υ (3S) decays (2.408 fb −1 ) collected with the B A B AR detector at the SLAC National Accelerator Laboratory was used to determine that the ratio R τ /μ is R τ /μ = 1.0385 ± 0.034 ± 0.019. Using the remaining blinded data sample (corresponding to an integrated luminosity of 25.6 fb −1 ) the estimated statistical sensitivity will be 1.1 % and the estimated systematic uncertainty of R τ /μ is 1.9 %. Prior to this work, previous measurements of R τ /μ had an estimated total precision of 10 %. / Graduate

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Dresden.

Techn. University, Diss., 2004--Dresden.

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A light pulser system for the Babar CsI(Tl) calorimeter, capable of monitoring the light yield of the 6580 crystals and of checking the function and linearity of the readout electronics, was developed in a collaboration with groups from Bochum and Edinburgh. The light pulser system is based on the coupling of light from Xenon flashlamps through optical fibers into the individual crystals. The absolute intensity is measured by two special reference systems whose stability is monitored using a radioactive source. During the construction phase the light pulser was used to check the electronics in order to ensure its functioning before the insertion of the calorimeter into the detector where the preamplifier electronics is inaccessable for repair. In monitoring the short term performance of the light pulser system, the stability over one week is better than 0.15 %. Over six months between February and August 2000 the crystal response, as measured by the light pulser, of the three rings of the endcap that are closest to the beam dropped by up to 2 % in comparison with the three outer rings of the endcap, due to radiation damage. Through linearity measurements with the light pulser a flaw in the ADC boards of the calorimeter electronics, which will be fixed in the near future, and cross-talk between channels was found. By a software correction of these effects implemented by members of the collaboration an improvement of the energy resolution of the calorimeter was achieved. / Fuer das CsI(Tl)-Kalorimeter des Babar-Detektors wurde in Zusammenarbeit mit Gruppen aus Bochum und Edinburgh ein Lichtpulsersystem entwickelt, das in der Lage ist, die Lichtausbeute der 6580 Kristalle zu monitorieren und die Funktionsfaehigkeit und Linearitaet der Kalorimeterelektronik zu ueberpruefen. Das Lichtpulsersystem basiert auf der Einkopplung des Lichts von Xenon-Blitzlampen ueber Lichtleitfasern in einzelne Kristalle. Die absolute Lichtmenge wird durch zwei spezielle Lichtnormale gemessen, deren Stabilitaet durch eine radioaktive Quelle monitoriert wird. In der Aufbauphase kam der Lichtpulser fuer die Ueberpruefung der Elektronik zum Einsatz, um deren Funktionsfaehigkeit sicherzustellen, bevor das Kalorimeter in den Detektor eingebaut wurde, weil danach die Vorverstaerkerelektronik fuer Reparaturen nicht mehr zugaenglich war. In der Monitorierung ist die Kurzzeitstabilitaet des Lichtpulsersystems ueber eine Woche besser als 0,15 %. Ueber sechs Monate zwischen Februar und August 2000 sank, bedingt durch Strahlenschaeden, die mit dem Lichtpulser gemessene Antwort der Kristalle fuer die strahlnaechsten drei Ringe der Endkappe um bis zu 2 % staerker als in den aeusseren drei Ringen der Endkappe. Durch die Linearitaetsmessungen mit dem Lichtpulser konnte ein Fehler in der Kalorimeterelektronik im Bereich der ADC-Karten, der in naher Zukunft behoben werden wird, sowie ein Uebersprechen zwischen den Kanaelen gefunden werden. Durch Softwarekorrekturen dieser Effekte von seiten der Kollaboration konnte eine Verbesserung der Energieaufloesung des Kalorimeters erreicht werden.

A light pulser system for the Babar CsI(Tl) calorimeter, capable of monitoring the light yield of the 6580 crystals and of checking the function and linearity of the readout electronics, was developed in a collaboration with groups from Bochum and Edinburgh. The light pulser system is based on the coupling of light from Xenon flashlamps through optical fibers into the individual crystals. The absolute intensity is measured by two special reference systems whose stability is monitored using a radioactive source. During the construction phase the light pulser was used to check the electronics in order to ensure its functioning before the insertion of the calorimeter into the detector where the preamplifier electronics is inaccessable for repair. In monitoring the short term performance of the light pulser system, the stability over one week is better than 0.15 %. Over six months between February and August 2000 the crystal response, as measured by the light pulser, of the three rings of the endcap that are closest to the beam dropped by up to 2 % in comparison with the three outer rings of the endcap, due to radiation damage. Through linearity measurements with the light pulser a flaw in the ADC boards of the calorimeter electronics, which will be fixed in the near future, and cross-talk between channels was found. By a software correction of these effects implemented by members of the collaboration an improvement of the energy resolution of the calorimeter was achieved. / Fuer das CsI(Tl)-Kalorimeter des Babar-Detektors wurde in Zusammenarbeit mit Gruppen aus Bochum und Edinburgh ein Lichtpulsersystem entwickelt, das in der Lage ist, die Lichtausbeute der 6580 Kristalle zu monitorieren und die Funktionsfaehigkeit und Linearitaet der Kalorimeterelektronik zu ueberpruefen. Das Lichtpulsersystem basiert auf der Einkopplung des Lichts von Xenon-Blitzlampen ueber Lichtleitfasern in einzelne Kristalle. Die absolute Lichtmenge wird durch zwei spezielle Lichtnormale gemessen, deren Stabilitaet durch eine radioaktive Quelle monitoriert wird. In der Aufbauphase kam der Lichtpulser fuer die Ueberpruefung der Elektronik zum Einsatz, um deren Funktionsfaehigkeit sicherzustellen, bevor das Kalorimeter in den Detektor eingebaut wurde, weil danach die Vorverstaerkerelektronik fuer Reparaturen nicht mehr zugaenglich war. In der Monitorierung ist die Kurzzeitstabilitaet des Lichtpulsersystems ueber eine Woche besser als 0,15 %. Ueber sechs Monate zwischen Februar und August 2000 sank, bedingt durch Strahlenschaeden, die mit dem Lichtpulser gemessene Antwort der Kristalle fuer die strahlnaechsten drei Ringe der Endkappe um bis zu 2 % staerker als in den aeusseren drei Ringen der Endkappe. Durch die Linearitaetsmessungen mit dem Lichtpulser konnte ein Fehler in der Kalorimeterelektronik im Bereich der ADC-Karten, der in naher Zukunft behoben werden wird, sowie ein Uebersprechen zwischen den Kanaelen gefunden werden. Durch Softwarekorrekturen dieser Effekte von seiten der Kollaboration konnte eine Verbesserung der Energieaufloesung des Kalorimeters erreicht werden.

Deux analyses indépendantes du canal de désintegration B0 ! K0s K0s K0s ont été effectuées, utilisant un échantillon de 468 millions de paires B¯B enregistrées par le détecteur BABAR auprès de l'usine à B PEP-II à SLAC National Laboratory. La première analyse est dépendant du temps et integrée sur l'espace de phase. Son but est d'extraire simultanément des deux sous-canaux B0 ! 3K0s (¼+¼−) et B0 ! 2K0s (¼+¼−)K0s (¼0¼0), les paramètres S et C de violation de CP. Il est intéressant de comparer les valeurs mesurées avec les mesures des modes charmonium. Le résultat obtenu est • S = −0.94+0.24 −0.21 ± 0.06 • C = −0.17+0.18 −0.18 ± 0.04 , où la première incertitude est statistique et la deuxième est systématique. Ce résultat est compatible avec la prédiction du modèle standard et les mesures des modes charmonium. La deuxième analyse est une analyse en amplitude (ou dans le plan de Dalitz). Elle est intégrée sur le temps. Son but est d'extraire le rapport de branchement total, ainsi que les rapports de branchement des modes résonnants partiels. C'est la première fois que cette analyse est effectuée pour le canal étudié. Le résultat est • B(B0 ! K0s K0s K0s ) = (6.18 ± 0.47 ± 0.14 ± 0.06) × 10−6 • B(B0 ! f0(980)K0s ; f0(980) ! K0s K0s ) = (2.69+1.25 −1.18 ± 0.35 ± 1.87) × 10−6 • B(B0 ! f0(1710)K0s ; f0(1710) ! K0s K0s ) = (0.50+0.46 −0.23 ± 0.04 ± 0.12) × 10−6 • B(B0 ! f2(2010)K0s ; f2(2010) ! K0s K0s ) = (0.54+0.21 −0.20 ± 0.03 ± 0.44) × 10−6 • B(B0 ! Nonresonant; K0s K0s K0s) = (13.31+2.23 −2.30 ± 0.55 ± 2.77) × 10−6 • B(B0 ! Âc0K0s ; Âc0 ! K0s K0s) = (0.46+0.25 −0.16 ± 0.01 ± 0.19) × 10−6 , où la première incertitude est statistique, la deuxième est systématique et la troisième est liée au modèle de l'amplitude. Aucun signal statistiquement significatif de la résonance controversée fX(1500) n'a été observé. dumm

Les interactions QCD dans l'état final des désintégrations supprimées de couleur B0->D(*)0 pi0, eta, omega et eta' sont mal décrites par un traitement QCD perturbatif dont les prédictions sur la valeur du rapport d'embranchement sont en désaccord avec les mesures récentes. <br />En effet des mesures faites par les expériences BaBar et BELLE en 2001 et en 2004 ont conclu à la présence non négligeable d'interactions fortes dans l'état final, non prédites par le modèle QCD de la factorisation naïve. Une nouvelle mesure plus précise est nécessaire pour tester et contraindre les théories effectives qui prennent en compte ces effets QCD telles SCET ou pQCD. Enfin des mesure précises contraindraient d'avantage les modèles des désintégrations supprimées de couleur et fourniraient des contraintes indirectes sur le rapport rB qui est un paramètre important pour la mesure de l'angle CKM gamma avec les désintégrations B- -> D(*)0K- . L'objet de cette thèse est la mesure des rapports d'embranchement de ces désintégrations supprimées de couleur avec l'ensemble des runs 1 à 6 de BaBar soit environ 454 millions de paires BBbar.

Avec la statistique correspondant à la luminosité de 20,7 fb-1 intégrée à la réso- nance Y(4S) par l'expérience BABAR, nous avons reconstruit de façon complète des échantillons purs à 90 % de 6967+/-95 mésons B0/B0bar et 7266+/-94 mésons B+/B-. Il s'agit du plus grand échantillon de mésons B complètement reconstruits au monde. Cet échantillon est fondamental pour les analyses temporelles essentielles du programme expérimental de BABAR. Elles consistent à étudier l'évolution temporelle des mésons B pour déterminer les grandeurs physiques associées à la violation de CP , la fréquence delta-m des oscillations B 0 B 0 et les durées de vie des mésons B. La première observation de la violation de CP dans le système B0 /B0bar a utilisé notre échantillon de mésons B neutres pour séparer l'effet recherché de ceux des imperfections de la détermination expérimentale de la saveur des mésons B. Pour les mesures de delta-m et des durées de vie, cet échantillon constitue le signal. La mesure des durées de vie était l'objectif principal de cette thèse. Nous avons obtenu les résultats suivants : tau(B 0 ) = 1,546 +/-0,032 (stat) +/- 0,022 (syst) ps , tau(B + ) = 1,673 +/- 0,032 (stat) +/- 0,023 (syst) ps , tau(B + )/tau(B 0 ) = 1,082 +/- 0,026 (stat) +/- 0,012 (syst) : La précision est sensiblement la meme que celle des résultats combinés de toutes les expériences antérieures publiés en 2000. Il s'agit de la première mesure des durées de vie des mésons B eectuée à l'énergie de l'Y(4S). Nous avons mis au point une nouvelle méthode de mesure optimisée pour ces conditions expérimentales. Nos résultats sont compatibles avec les valeurs moyennes de l'année 2000. Les prédictions théoriques les plus récentes présentées pendant l'été 2001 sont en excellent accord avec nos mesures.