title: Study of rare beauty baryon decays with the LHCb detector
title: Étude des désintégrations rares des baryons beaux avec le détecteur LHCb
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Nicolini, Janina
Publisher: name: TU Dortmund
Year: 2024
Subjects: subject: PhD thesis
subject: Dissertation
subject: Flavourphysik
subject: High-Energy Physics
subject: LHCb
subject: 530

description: Flavour-changing neutral currents, such as b-&gt; sl+l- transitions, are forbidden at tree level in the Standard Model (SM), and can only occur at loop level. Therefore, they are sensitive to small deviations from the presence of possible New Physics (NP) effects with respect to the SM predictions. While ordinary matter is made out of baryons, very few measurements have been performed with baryonic b-&gt; sl+l- transitions due to the production suppression of beauty baryons at collider experiments. In this thesis, several analyses are presented to improve the knowledge of the four weakly decaying beauty baryons and respective b-&gt; sl+l- transitions. First of all, the current status of the angular analysis of Lambdab -&gt; Lambdal+l- decays is presented for the first time using the full Run~1 and 2 datasets collected by the LHCb experiment. All ten angular coefficients are attempted to be measured in the dilepton invariant mass squared, q2, range from 15 to 20 GeV^2/c^4 for the muon mode. The muon mode fit procedure has been validated with pseudo-experiments. The angular observables of the Lambdamu+mu- are kept blind in the thesis. Furthermore, the charmonium decay modes, Xib- -&gt; Xi-Jpsi and Omegab- -&gt; Omega-Jpsi, have been used to improve the knowledge of the Omegab- baryon properties. Similarly, the previously not observed Xib0 -&gt; Xi0Jpsi and Xib0 -&gt; Xi0 psi(2S) decays have been studied. In addition, this thesis also presents the current status for the first search for the Xib- -&gt; Xi-mu+mu- decay and the observation of the respective Xib- -&gt; Xi-psi(2S) decay. Besides the analysis work conducted in this thesis, the contributions to the Scintillating Fibre (SciFi) detector of the LHCb experiment are discussed.
description: Flavour-ändernde neutrale Ströme, wie b-&gt; sl+l- Übergänge, sind im Standardmodell (SM) auf Baumgraphen-Niveau verboten und können nur auf Schleifenebene auftreten. Daher sind sie sehr sensitiv gegenüber kleinsten Abweichungen in Bezug auf die SM-Vorhersagen erzeugt durch die mögliche Existenz der Neuen Physik (NP). Während gewöhnliche Materie aus Baryonen besteht, wurden bisher nur sehr wenige Messungen mit baryonischen b-&gt; sl+l- Übergängen durchgeführt, da die Produktion von Beauty-Baryonen bei Beschleunigerexperimenten unterdrückt wird. In dieser Arbeit werden mehrere Analysen vorgestellt, um das Wissen über die vier schwach zerfallenden Beauty-Baryonen und die entsprechenden b-&gt; sl+l- Übergänge zu verbessern. Zunächst wird der aktuelle Stand der Winkelanalyse von Lambdab-&gt; Lambdal+l- Zerfällen präsentiert, in der zum ersten Mal die vollständigen Datensätze vom Run 1 und 2 des LHCb-Experiments genutzt werden. Alle zehn Winkelkoeffizienten werden im Bereich der quadrierten invarianten Dileptonenmasse 2q2 von 15 bis 20 GeV^2/c^4 für den myonischen Zerfallskanal gemessen. Das Verfahren zur Messung der Winkelkoeffizienten wurde mit Pseudo-Experimenten validiert. Der Signalbereich zur finalen Bestimmung der Werte der Winkelobservablen von dem Lambdab-&gt; Lambdamu+mu- Zerfall wird in dieser Arbeit ausgespart. Darüber hinaus wurden die Charmonium-Zerfallskanäle Xib- -&gt; Xi-Jpsi und Omegab- -&gt; Omega-Jpsi dazu verwendet, die Erkenntnis über die Eigenschaften des Omegab- Baryonens zu verbessern. Ebenso wurden die bisher nicht beobachteten Xib0 -&gt; Xi0Jpsi und Xib0 -&gt;Xi0psi2S Zerfälle untersucht. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit der aktuelle Stand der ersten Suche nach dem Xib- -&gt; Xi-mu+mu- Zerfall und die Beobachtung des Xib- -&gt; Xi-psi2S-Zerfalls dargestellt. Neben den in dieser Arbeit durchgeführten Analysen werden auch die Beiträge zum SciFi-Detektor des LHCb Experiments diskutiert.