Measurement of the W boson mass with the D0 detector

We present a measurement of the W boson mass using data corresponding to 4.3fb -1 of integrated luminosity collected with the D0 detector during Run II at the Fermilab Tevatron pp̄ collider. With a sample of 1677394 W→eν candidate events, we measure M W=80.367±0. 026GeV. This result is combined with an earlier D0 result determined using an independent Run II data sample, corresponding to 1fb -1 of integrated luminosity, to yield M W=80.375±0.023GeV. © 2012 American Physical Society.

Combination of CDF and D0 measurements of the W boson helicity in top quark decays

We report the combination of recent measurements of the helicity of the W boson from top quark decay by the CDF and D0 collaborations, based on data samples corresponding to integrated luminosities of 2.7-5.4fb -1 of pp̄ collisions collected during Run II of the Fermilab Tevatron collider. Combining measurements that simultaneously determine the fractions of W bosons with longitudinal (f 0) and right-handed (f +) helicities, we find f 0=0.722±0.081[±0.062(stat)±0.052(syst)] and f +=-0.033±0.046[±0.034(stat)±0.031(syst)]. Combining measurements where one of the helicity fractions is fixed to the value expected in the standard model, we find f 0=0.682±0. 057[±0.035(stat)±0.046(syst)] for fixed f + and f +=-0.015±0.035[±0.018(stat)±0.030(syst)] for fixed f 0. The results are consistent with standard model expectations. © 2012 American Physical Society.

Combined search for the standard model Higgs boson decaying to bb̄ using the D0 run II data set

We present the results of the combination of searches for the standard model Higgs boson produced in association with a W or Z boson and decaying into bb̄ using the data sample collected with the D0 detector in pp̄ collisions at √s=1.96TeV at the Fermilab Tevatron Collider. We derive 95% C.L. upper limits on the Higgs boson cross section relative to the standard model prediction in the mass range 100GeV≤M H≤150GeV, and we exclude Higgs bosons with masses smaller than 102 GeV at the 95% C.L. In the mass range 120GeV≤M H≤145GeV, the data exhibit an excess above the background prediction with a global significance of 1.5 standard deviations, consistent with the expectation in the presence of a standard model Higgs boson. © 2012 American Physical Society.

Search for the standard model Higgs boson in ZH→ + -bb̄ production with the D0 detector in 9.7fb -1 of pp̄ collisions at √s=1.96TeV

We present a search for the standard model (SM) Higgs boson produced in association with a Z boson in 9.7fb -1 of pp̄ collisions collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider at √s=1.96TeV. Selected events contain one reconstructed Z→e +e - or Z→μ +μ - candidate and at least two jets, including at least one jet identified as likely to contain a b quark. To validate the search procedure, we also measure the cross section for ZZ production in the same final state. It is found to be consistent with its SM prediction. We set upper limits on the ZH production cross section times branching ratio for H→bb̄ at the 95% C.L. for Higgs boson masses 90≤M H≤150GeV. The observed (expected) limit for M H=125GeV is 7.1 (5.1) times the SM cross section. © 2012 American Physical Society.

Search for the standard model Higgs boson in associated WH production in 9.7fb -1 of pp̄ collisions with the D0 detector

We present a search for the standard model Higgs boson in final states with a charged lepton (electron or muon), missing transverse energy, and two or three jets, at least one of which is identified as a b-quark jet. The search is primarily sensitive to WH→ νbb̄ production and uses data corresponding to 9.7fb -1 of integrated luminosity collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron pp̄ Collider at √s=1.96TeV. We observe agreement between the data and the expected background. For a Higgs boson mass of 125 GeV, we set a 95% C.L. upper limit on the production of a standard model Higgs boson of 5.2×σ SM, where σ SM is the standard model Higgs boson production cross section, while the expected limit is 4.7×σ SM. © 2012 American Physical Society.

Measurement of the semileptonic charge asymmetry in B0 meson mixing with the D0 detector

We present a measurement of the semileptonic mixing asymmetry for B0 mesons, asld, using two independent decay channels: B0→μ +D -X, with D -→K +π -π -; and B0→μ +D *-X, with D * -→D ̄0π -, D ̄0→ K +π - (and charge conjugate processes). We use a data sample corresponding to 10.4fb -1 of pp̄ collisions at √s=1.96TeV, collected with the D0 experiment at the Fermilab Tevatron collider. We extract the charge asymmetries in these two channels as a function of the visible proper decay length of the B0 meson, correct for detector-related asymmetries using data-driven methods, and account for dilution from charge-symmetric processes using Monte Carlo simulation. The final measurement combines four signal visible proper decay length regions for each channel, yielding asld=[0.68±0.45(stat)±0.14(syst)]%. This is the single most precise measurement of this parameter, with uncertainties smaller than the current world average of B factory measurements. © 2012 American Physical Society.

Measurement of the p(p)over-bar -> W plus b plus X production cross section at root s=1.96 TeV D0 Collaboration

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Measurement of low pT D0 meson production cross section at CDF II

In this thesis we present a study of the D0 meson (through one of its two-body decay channel, D0 → Kπ) collected by the CDF II experiment at the Tevatron pp ̄ collider at Fermilab. In particular we measured the differential production cross section as a function of the transverse momentum down to pT = 1.5 GeV/c.

Messung der B s-Oszillation mit dem semileptonischen Zerfall B 0 s D - s (phi pi -) my + ny my mit dem D0-Detektor

Das Standardmodell (SM) der Teilchenphysik beschreibt sehr präzise die fundamentalen Bausteine und deren Wechselwirkungen (WW). Trotz des Erfolges gibt es noch offene Fragen, die vom SM nicht beantwortet werden können. Ein noch noch nicht abgeschlossener Test besteht aus der Messung der Stärke der schwachen Kopplung zwischen Quarks. Neutrale B- bzw. $bar{B}$-Mesonen können sich innerhalb ihrer Lebensdauer über einen Prozeß der schwachen WW in ihr Antiteilchen transformieren. Durch die Messung der Bs-Oszillation kann die Kopplung Vtd zwischen den Quarksorten Top (t) und Down (d) bestimmt werden. Alle bis Ende 2005 durchgeführten Experimente lieferten lediglich eine untere Grenze für die Oszillationsfrequenz von ms>14,4ps-1. Die vorliegenden Arbeit beschreibt die Messung der Bs-Oszillationsfrequenz ms mit dem semileptonischen Kanal BsD(-)+. Die verwendeten Daten stammen aus Proton-Antiproton-Kollisionen, die im Zeitraum von April 2002 bis März 2006 mit dem DØ-Detektor am Tevatron-Beschleuniger des Fermi National Accelerator Laboratory bei einer Schwerpunktsenergie von $sqrt{s}$=1,96TeV aufgezeichnet wurden. Die verwendeten Datensätze entsprechen einer integrierten Luminosität von 1,3fb-1 (620 millionen Ereignisse). Für diese Oszillationsmessung wurde der Quarkinhalt des Bs-Mesons zur Zeit der Produktion sowie des Zerfalls bestimmt und die Zerfallszeit wurde gemessen. Nach der Rekonstruktion und Selektion der Signalereignisse legt die Ladung des Myons den Quarkinhalt des Bs-Mesons zur Zeit des Zerfalls fest. Zusätzlich wurde der Quarkinhalt des Bs-Mesons zur Zeit der Produktion markiert. b-Quarks werden in $pbar{p}$-Kollisionen paarweise produziert. Die Zerfallsprodukte des zweiten b-Hadrons legen den Quarkinhalt des Bs-Mesons zur Zeit der Produktion fest. Bei einer Sensitivität von msenss=14,5ps-1 wurde eine untere Grenze für die Oszillationsfrequenz ms>15,5ps-1 bestimmt. Die Maximum-Likelihood-Methode lieferte eine Oszillationsfrequenz ms>(20+2,5-3,0(stat+syst)0,8(syst,k))ps-1 bei einem Vertrauensniveau von 90%. Der nicht nachgewiesene Neutrinoimpuls führt zu dem systematischen Fehler (sys,k). Dieses Resultat ergibt zusammen mit der entsprechenden Oszillation des Bd-Mesons eine signifikante Messung der Kopplung Vtd, in Übereinstimmung mit weiteren Experimenten über die schwachen Quarkkopplungen.

Measurement of the oscillation frequency of B s mesons in the hadronic decay mode B s pi D s (phi pi) X with the D0 detector at the Fermilab Tevatron collider

The standard model (SM) of particle physics is a theory, describing three out of four fundamental forces. In this model the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) matrix describes the transformation between the mass and weak eigenstates of quarks. The matrix properties can be visualized as triangles in the complex plane. A precise measurement of all triangle parameters can be used to verify the validity of the SM. The least precisely measured parameter of the triangle is related to the CKM element |Vtd|, accessible through the mixing frequency (oscillation) of neutral B mesons, where mixing is the transition of a neutral meson into its anti-particle and vice versa. It is possible to calculate the CKM element |Vtd| and a related element |Vts| by measuring the mass differences Dmd (Dms ) between neutral Bd and bar{Bd} (Bs and bar{Bs}) meson mass eigenstates. This measurement is accomplished by tagging the initial and final state of decaying B mesons and determining their lifetime. Currently the Fermilab Tevatron Collider (providing pbar{p} collisions at sqrt{s}=1.96 TeV) is the only place, where Bs oscillations can be studied. The first selection of the "golden", fully hadronic decay mode Bs->Ds pi(phi pi)X at DØ is presented in this thesis. All data, taken between April 2002 and August 2007 with the DØ detector, corresponding to an integrated luminosity of int{L}dt=2.8/fb is used. The oscillation frequency Dms and the ratio |Vtd|/|Vts| are determined as Dms = (16.6 +0.5-0.4(stat) +0.4-0.3(sys)) 1/ps, |Vtd|/|Vts| = 0.213 +0.004-0.003(exp)pm 0.008(theor). These results are consistent with the standard model expectations and no evidence for new physics is observable.

Suche nach dem Higgs-Boson im Zerfallskanal H WW eny e myny my mit dem D0-Detektor

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach dem Higgs-Boson.rn Dazu wurden die Daten des D0-Experimentes am Fermi National rn Accelerator Laboratory analysiert. Diese stammen ausrn Proton-Antiproton-Kollisionen, welche vom Tevatron-Beschleuniger beirn einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s)=1.96 TeV erzeugtrn wurden. Der Datensatz umfasst mit einer integrierten Luminosität vonrn 9.7 fb^-1 den vollen RunII, welcher von April 2002 bisrn September 2011 aufgezeichnet wurde. Die Suche wurde für dreirn unterschiedliche Modelle durchgeführt: Das Standardmodell, einrn fermiophobes Higgs-Modell und ein Modell mit einer viertenrn Fermiongeneration. Zusätzlich wurde der Wirkungsquerschnitt derrn nicht resonanten WW-Produktion gemessen.rnrn Dazu wurden Daten mit einem Elektron, einem Myon und fehlenderrn Transversalenergie im Endzustand untersucht. Dieser Endzustand wirdrn beim Zerfall eines Higgs-Bosons in zwei W-Bosonen mit anschließendemrn Zerfall in ein Elektron, ein Myon und zwei Neutrinos erwartet undrn weist die größte Sensitivität für die Suche am Tevatron auf.rnrn Weder für das Standardmodell noch für die erweiterten Modelle konntern ein Hinweis auf ein Higgs-Signal gefunden werden. Deshalb wurdenrn obere Grenzen auf den Produktionswirkungsquerschnitt für diern einzelnen Modelle bestimmt. Die oberen Grenzen für Higgs-Bosonen imrn Rahmen des Standardmodells reichen von 28*sigma_SM für einrn Higgs-Boson mit einer Masse von 100 GeV bis zu einemrn Ausschluss des Standardmodell-Higgs-Bosons im Bereich zwischen 160rn und 167 GeV mit 95% Vertrauensniveau. Damit ist der inrn dieser Arbeit beschriebene Kanal der einzige Kanal amrn D0-Experiment, welcher eine ausreichend hohe Sensitivität erreicht,rn um allein ein Higgs-Boson im hohen Massenbereich auszuschließen. Fürrn ein Higgs-Boson mit 125 GeV Masse sind die Ergebnisse sowohlrn mit der Signal+Untergrund- als auch mit der Untergrund-Hypothesern kompatibel. rn Im Rahmen des fermiophoben Higgs-Modells wurden oberen Grenzenrn zwischen 2*sigma_FHM und 4*sigma_FHM imrn Massenbereich zwischen 100 und 170 GeV bestimmt. Für diern betrachteten Modelle mit einer vierten Fermiongeneration konnte einrn Higgs-Boson in einem weiten Massenbereich zwischen 135 undrn 220 GeV mit 95% Vertrauensniveau ausgeschlossen werden.rnrn Die Messung des Wirkungsquerschnitts der nicht-resonantenrn WW-Produktion ist die genaueste Messung fürrn sqrt(s)=1.96 TeV. Der gemessene Wirkungsquerschnitt beträgtrn sigma_ppbar->WW^em=11.1 +- 0.6 (stat.) +- 0.6 (syst.) pbrn und bestätigt damit die theoretische NLO-Vorhersage im Rahmen ihrerrn Unsicherheiten.rn

Ottimizzazione della selezione del decadimento D0->K+K- e D0->pi+pi- ad LHCb mediante un'analisi multivariata

L'esperimento LHCb è stato progettato per eseguire misure di altissima precisione nel settore della fisica dei quark pesanti al Large Hadron Collidere del CERN. Sfruttando l'alta sezione d'urto di produzione di charm nelle interazioni protone-protone ad LHC e utilizzando la statistica raccolta durante il RUN-1, corrispondente ad una luminosità integrata di 3 fb{-1}, l'esperimento LHCb ha realizzato le misure più precise al mondo in questo settore. In particolare i decadimenti del mesone D0 in due corpi carichi senza leptoni nello stato finale hanno permesso di realizzare misure di violazione di CP} che raggiungono precisioni inferiori al 0.1 %. Da pochi mesi LHCb ha iniziato la seconda fase di presa dati, chiamata RUN-2, raccogliendo dati dalle interazioni protone-protone ad una energia nel centro di massa di sqrt{s}=13 TeV, superiore a quella del RUN-1. Le misure attuali di violazione di CP nel settore del charm, sono consistenti con l'ipotesi di non violazione. Il Modello Standard, pur con grandi incertezze teoriche, prevede una violazione di CP molto piccola, pertanto per verificare o meno l'esistenza di taleviolazione, sarà necessario sfruttare al massimo la statistica che verrà raccolta durante il RUN-2, ottimizzando gli algoritmi di selezione dei canali di interesse. In questa tesi verrà presentata uno studio preliminare che ha lo scopo di ottimizzare, mediante una tecnica di analisi multivariata, la selezione dei decadimenti D^*pm-> D0(K+K-)pi_s^pm e D^*pm}-> D0(pi+pi-)pi_s^pm} in previsione della prossima presa dati.