3 - Studier av b-kvark systemer ved DESY (HERA-B)

Gruppen for eksperimental partikkelfysikk er involvert i ett av de første eksperimentene som tar sikte på å studere og forstå asymmetrien mellom materie og antimaterie i universet ved studier av b-kvark systemer. Eksperimentet, HERA-B, vil gjøre de første observasjonene i 1998/99 ved Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) i Hamburg. Eksperimentet er bygget for studier av CP-symmetribrudd i systemer med nøytrale B-mesoner. Standardmodellens forklaring av det observerte CP-brudd i K-meson systemet impliserer at man forventer store observerbare asymmetrier i B-systemet. HERA-B er for tiden igang med test-kjøring og forventes å måle B-produksjonstverrsnittet i 1998 og samle inn data for CP-målinger i 1999. I tillegg til den mest lovende kanalen , brukes også andre kanaler for studier av CP-brudd og for målinger av CKM-matrisen og mikseparameterne. Fysikkstudiene ved HERA-B åpner for mange muligheter for hovedfag og dr.scient-oppgaver. Følgende emner kan bli kombinerte, modifiserte eller utvidete :

• Bakgrunn : En av de mest sentrale momenter for eksperimentet er CP-rekkevidden i hovedkanalen . Det utføres omfattende Monte Carlo simuleringstudier for å beregne signifikansen man kan oppnå. Denne er sterk influert av store bakgrunner. Bakgrunnens avhengighet av forandringer i detektorkonstruksjon og masseoppløsning er derfor et godt emne for en hf.oppgave.

• Tagging : For å måle asymmetrien i henfall av og -mesoner må man avgjøre hvilke type B-meson som henfalt. Man rekonstruerer derfor henfallskjeden av den andre b-kvarken i detektoren (assosiert produksjon) og bestemmes dens type. B-kvarken i den andre henfallet vil være av motsatt type. Denne prosedyren kalles tagging. Siden det er mange mulige henfall finnes det flere forskjellige tagging-prosedyrer. Kun de tre viktigste av disse har sålangt blitt studert og disse kan både bli optimalisert og bli kombinert med andre metoder.

• CP-rekkevidde : I tillegg til hovedkanalen nevnt ovenfor kan man studere kanalen som tillater måling av en annet vinkel i unitæritetstriangelet av CKM-matrisen. Målingen av dette hadroniske henfallet krever en annen trigger. Undersøkelsene av rekonstruksjonseffektivitene og CP-rekkevidden for denne kanalen inkludert bakgrunnstudier, åpner muligheten for en hel rekke Monte Carlo simuleringsstudier.

Observasjonene av interesse for CP-studiene vil starte i 1999 og vil fortsette i omtrent 4 år. En oppstart av et dr.scient studie i 1998/99 vil passe bra. Siden et slikt studie er mer komplekst og avhenger av din spesielle interesse ta kontakt med gruppen ( ved T.Buran ) direkte.

En stor del av softwaren i HERA-B eksperimentet er utviklet i Zeuthen (i Berlin-området). Siden emnene nevnt ovenfor inkluderer software utvikling vil opphold i Zeuthen og samarbeide med software-gruppen der i noen tilfeller være helt nødvendig. Kontaktperson: T.Buran.

Oppdatert 2.5.98 av k.m.danielsen@fys.uio.no