Time-Dependent CP Violation Measurements: Analyses of Neutral B Meson to Double-Charm Decays at the Japanese Belle Experiment

این پایان نامه یک روش با کیفیت بالا و با دقت بالا برای تجزیه و تحلیل داده های یک واکنش ذرات بنیادی جالب را توصیف می کند. داده‌ها در کارخانه ژاپنی B-meson KEKB با آشکارساز Belle، یکی از موفق‌ترین آزمایش‌ها در مقیاس بزرگ در سراسر جهان، جمع‌آوری شد. نقض CP یک اثر کوانتومی ظریف است که وقتی به طور همزمان چپ و راست و ماده و پادماده رد و بدل می شوند، جهان متفاوت به نظر می رسد. این یک پیش نیاز برای توسعه دنیای خودمان از انفجار بزرگ است، تنها چند نشانه تجربی از چنین اثراتی وجود دارد، و تشخیص آنها به تکنیک های بسیار پیچیده ای نیاز دارد. کشف نقض CP در واپاشی مزون B باعث شد که کوبایاشی و ماسکاوا این یافته ها را در اوایل سال 1973، جایزه نوبل فیزیک 2008، پیش بینی کرده بودند. این پایان نامه با جزئیات کامل بهترین اندازه گیری نسبت های انشعاب و پارامترهای نقض CP را در دو واکنش ویژه با دو مزون جذاب در حالت نهایی توصیف می کند. این یک نمای کلی عمیق اما در دسترس از نظریه، پدیدارشناسی، تنظیمات تجربی، جمع‌آوری داده‌ها، شبیه‌سازی‌های مونت کارلو، تجزیه و تحلیل داده‌های آماری (کور) و مطالعات عدم قطعیت سیستماتیک ارائه می‌کند.

This thesis describes a high-quality, high-precision method for the data analysis of an interesting elementary particle reaction. The data was collected at the Japanese B-meson factory KEKB with the Belle detector, one of the most successful large-scale experiments worldwide. CP violation is a subtle quantum effect that makes the world look different when simultaneously left and right and matter and antimatter are exchanged. This being a prerequisite for our own world to have developed from the big bang, there are only a few experimental indications of such effects, and their detection requires very intricate techniques. The discovery of CP violation in B meson decays garnered Kobayashi and Maskawa, who had predicted these findings as early as 1973, the 2008 Nobel prize in physics. This thesis describes in great detail what are by far the best measurements of branching ratios and CP violation parameters in two special reactions with two charm mesons in the final state. It presents an in-depth but accessible overview of the theory, phenomenology, experimental setup, data collection, Monte Carlo simulations, (blind) statistical data analysis, and systematic uncertainty studies.