"Search for B⁰_s --B⁰_s Oscillations with a Charge Dipole Technique at SLD"

Kurzfassung

Das Thema dieser Arbeit ist die Studie der B⁰_s --B⁰_s Oszillationen bei SLD. Die Studie gibt Aufschluß über noch ungenau gemessene Konstanten der Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung. Die Studie bezieht sich auf B⁰_s Mesonen, die in 400,000 hadronischen Zerfällen des Z­Bosons von 1996 bis 1998 am SLC erzeugt wurden.

Zur Bestimmung der Oszillationsfrequenz muß die Ladung des Bottom­Quarks bei der Entstehung und beim Zerfall des B⁰_s Mesons gemessen werden. Außerdem muß die Zerfallszeit des B⁰_s Mesons bestimmt werden. Zur Bestimmungder Quarkladung bei der Entstehung wird die Asymmetrie von polarisierten Z­Boson Zerfällen in Bottom­ und Anti­Bottom Quark Paare benutzt. Die Quarkladung beim Zerfall wird mit der Ladungsdifferenz zwischen inclusiv rekonstruierten B­Hadronen und D­Hadronen gemessen, und die Zerfallszeit wird mit den gemessenen Werten für Zerfallslänge und Energie des B­Hadrons bestimmt. Eine besondere Rolle fällt dabei dem hochauflösenden Silizium­Pixel­Detektor zu.

In der Studie ergab sich kein statistisch signifikantes Signal für eine bestimmte Oszillationsfrequenz. Die folgenden Werte der Oszillationsfrequenz Δm_s konnten mit 95% CL ausgeschlossen werden:
Δm_s < 4.9ps ^-1 , und
7.9ps ^-1 < Δm_s< 10.3ps ^-1 .
Alle Ergebnisse von SLD, LEP und CDF wurden kombiniert. Damit kann Δm_s <14.6 ps ^-1 mit 95% CL ausgeschlossen werden. Das Ergebnis schränkt das Unitaritätsdreieck erheblich ein.

Titel

Kurzfassung

Summary

We report a study of the time dependence of B⁰_s --B⁰_s mixing using a sample of 400,000 hadronic Z decays collected by the SLD experiment at the SLC between 1996 and 1998. The analysis determines the b hadron flavor at production by exploiting the large forward­backward asymmetry of polarized Z--> bb decays and uses additional information from the hemisphere opposite that of the reconstructed B decay. To determine the b hadron flavor at decay, the charge difference between inclusively reconstructed B and D decay vertices is used. The proper time of the decay is determined from the reconstructed B decaylength and a measure of the B hadron energy. The analysis takes advantage of the excellent vertexing effciency and resolution of the pixel­based CCD Vertex Detector.

No significant signal for a particular value of the oscillation frequency was found. The following ranges of the oscillation frequency of B⁰_s --B⁰_s mixing are excluded at 95% CL from the analysis presented in this thesis:
Δm_s < 4.9ps ^-1 , and
7.9ps ^-1 < Δm_s< 10.3ps ^-1 .
Combining results from SLD, LEP and CDF, #Δm_s <14.6 ps ^-1 can be excluded at 95% CL. This limit puts significant constraints on the CKM unitarity triangle.