Die erste Messung der Vorwärts-Rückwärts Asymmetrie des geladenen Leptons in B → X l v Zerfällen mit Belle II

• Antragstellerin: Dr. Raynette van Tonder
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545582477

Die Differenz zwischen inklusiven und exklusiven Messungen des Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) Matrixelements |Vcb| wirft ein langjähriges, bislang ungelöstes, Rätsel auf. Inklusive Bestimmungen von |Vcb| werden meist in globalen Fits an Momente kinematischer Verteilungen in B → Xc l v Zerfällen durchgeführt. Diese Fits erlauben die simultane Ermittlung von inklusivem |Vcb| und der nichtperturbativen hadronischen Matrixelementen in der Heavy Quark Expansion (HQE). Allerdings sind diese Momente hochgradig korreliert und weisen größere Unsicherheiten für höhere Momente auf. Die Einbindung zusätzlicher Observablen würde nicht nur die Präzision etablierter Ansätze mit globalen Fits erhöhen, sondern auch die von komplementären datengesteuerten Methoden. Das Ziel des Projektes ist es die erste Messung der Vorwärts-Rückwärts Asymmetrie des geladenen Leptons in inklusiven B → X l v Zerfällen, Afb, durchzuführen. Der Fokus auf B → X l v Zerfälle ermöglicht den Abzug der B → Xu l v Komponente in der Heavy Quark Expansion (HQE) mit kleineren theoretischen Unsicherheiten als durch herkömmliche Hintergrundsabzugsmethoden. Nach Korrekturen für Detektorauflösungs- und Akzeptanzeffekte kann diese neuartige Messung direkt in globalen Fits eingebunden werden und würde die Empfindlichkeit der Fits gegenüber der wenigbekannten nichtperturbativen Parametern der HQE erhöhen. Diese Messung würde nicht nur zu einem tieferen Verständnis der unzureichend bekannten nichtperturbativen Parametern führen, sondern auch zu einer präziseren inklusiven Bestimmung von |Vcb|. Letzlich wird diese Messung neue Einsichten zu dem langjährigen Rätsel über inklusive und exklusive Messungen geben und den stetigen Bestrebungen, die CKM Unitaritätsbedingung in der Suche nach Physik jenseits des Standardmodells überzubestimmen, wertvoll sein.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle