Študija meritve radiativnih razpadov mezonov B z detektorjem Belle IICucek, Jernej (Avtor) Golob, Boštjan (Mentor) Šantelj, Luka (Komentor) SuperKEKBBelle IIStandardni ModelNova Fizikamatrika Cabibbo–Kobayashi–Maskawasimulacija Monte Carloradiativni pingvinski razpadiekskluzivna rekonstrukcijamezoni s kvarkom $b$V magistrskem delu na simuliranem vzorcu podatkov detektorja Belle II opravimo študijo meritve razvejitvenih razmerij redkih radiativnih razpadov $B^{\scriptscriptstyle 0}\rightarrow \rho^{\scriptscriptstyle 0}\gamma$ in $B^{\scriptscriptstyle0}\rightarrow K^{\scriptscriptstyle *0}\gamma$ ter od tu določimo razmerje elementov matrike CKM $|V_{\scriptscriptstyle td}/V_{\scriptscriptstyle ts}|$. Vzorec velikosti $375$ fb$^{-1}$ vsebuje simulirane podatke trkov elektronov in pozitronov pri veliki luminoznosti nadgrajenega trkalnika eksperimenta Belle II. Eksperiment bo tekom delovanja v naslednjih letih zbral vzorec velikosti $50$ ab$^{-1}$, kar pomeni 50-krat več razpadov mezonov $B$, kot jih je trenutno na voljo. Iz simuliranih podatkov najprej ekskluzivno rekonstruiramo oba izbrana radiativna razpada. Nato iz vzorca z uporabo pionskega veta in metod strojnega učenja izločimo čim več dogodkov ozadja. Iz kinematičnih porazdelitev določimo signalni donos obeh razpadov ter ocenimo učinkovitosti rekonstrukcij. Izkoristki rekonstrukcije imajo vrednosti $ \epsilon_{\scriptscriptstyle \rho^{\scriptscriptstyle 0}}=9\% $ in $ \epsilon_{\scriptscriptstyle K^{\scriptscriptstyle \ast 0}}=22.7\% $, ki so v primerjavi z dosedanjimi študijami na podatkih iz merjenega vzorca detektorja Belle višji. Iz signalnih donosov izračunane vrednosti razvejitvenih razmerij imajo vrednosti $\mathcal{B}(B^{\scriptscriptstyle 0}\longrightarrow\rho^{\scriptscriptstyle 0} \gamma)=(12\pm3)\cdot10^{-7}$ in $\mathcal{B}(B^{\scriptscriptstyle 0}\longrightarrow K^{\scriptscriptstyle \ast0}\gamma)=(4.19\pm0.08)\cdot10^{-5}$. Rezultati se v okviru statistične negotovosti ujemajo s teoretičnimi napovedmi in s svetovnim povprečjem; za razpadni način $\rho^{\scriptscriptstyle 0}$ je relativna statistična negotovost primerljiva z rezultati študij izvedenih na meritvah detektorja Belle in znaša 26\%, medtem ko je za razpadni način $K^{\scriptscriptstyle \ast 0}$ izboljšana in znaša 1.9\%. Vrednost izračunanega razmerja elementov matrike CKM znaša $\left|V_{\scriptscriptstyle td}/V_{\scriptscriptstyle ts}\right|= 0.268\pm 0.041$. Rezultati imajo glede na aktualno svetovno povprečje večjo statistično negotovost, h kateri prispevajo slabši rezultati razpadnega načina $\rho^{\scriptscriptstyle 0}$, vendar na podlagi naše študije ocenjujemo, da bo statistična negotovost na vzorcu, ki ustreza velikosti $50$ ab$^{-1}$, izboljšana za velikostni red. Negotovost razmerja $\left|V_{\scriptscriptstyle td}/V_{\scriptscriptstyle ts}\right|$ bo tako končno omejena predvsem z negotovostmi nekaterih parametrov potrebnih za izračun $\left|V_{\scriptscriptstyle td}/V_{\scriptscriptstyle ts}\right|$, ki so določeni teoretično ali iz drugih meritev.20202020-12-23 08:15:24Magistrsko delo/naloga124058sl