Résumé des conférences d’été Violation de CP Christophe Yèche Saclay, le 14 novembre 2005

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Plan du Résumé Conférences Lepton-Photon, Uppsala, 30 juin-5 juillet 2005. HEP-EPS2005, Lisbonne, 21-27 juillet 2005. Physique des kaons Violation de CP dans K±+-± (NA48/2). Violation de CP dans K0s000 (KLOE). Physique du B dans les collisionneurs e+ e- (BELLE, BaBar) Mesure des angles du triangles. Indication de nouvelle physique? Physique du B au TeVatron (D0, CDF) Etude du mélange du B0S. Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 2

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Physique des K Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 3

NA48/2: Violation de CP Directe dans K±+-± G. Lamanna p1even Elément de matrice K±→3p : Kπ+π-π±: g = -0.2154 Kπ0π0π±: g = 0.652 |h|, |k| << |g| p3odd K± p2even Dalitz plot K+-K- asymétrie de g: 2 3 s m u v p - = 1 si Violation de CP directe i=3 odd pion Kπ+π-π± Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 4

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 NA48/2: K±+-± Experimental results Ford et al. (1970) 10-2 HyperCP prelim. (2000) |Ag| TNF prelim. (2002) “neutral” mode Theory 10-3 NA48/2 proposal “neutral” Méthode de NA48/2 : Faisceaux simultanés de K+/K-. Asymétrie mesurée à partir du rapport Symétrisation des acceptances K+ et K- en changeant régulièrement les polarités des aimants (4 configurations) 10-4 “charged” 10-5 10-6 SM SUSY New physics Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 5

NA48/2: K±+-± Résultats Ag = (0.5±2.4stat.±2.1stat.(trig.)±2.1syst.)x10-4 Ag = (0.5±3.8)x10-4 Résultats préliminaires pour les données de 2003 avec une estimation conservative des erreurs systématiques. Avec les données 2003+2004, on attend stat(Ag)=1.610-4. Plus petite erreur systématique attendue pour les données de 2004. Etude en cours pour le mode K±00±: sensibilité attendue meilleure stat(Ag)=1.310-4 mais avec des erreurs systématiques plus grandes. Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 6

KLOE: Recherche de K0s000 M. Moulson K0s  000 CP1 CP= -1 Preuve de la Violation de CP K0S étiqueté par le K0L π0 π0 π0 : Recherche de 6  et absence de traces Usine à  de Frascati e+e-    K0S K0L Nbkg(MC) ~ 3  1 Nobs = 2 BF(Ks0 0 0 ) < 1.2 10-7 Potentiel pour améliorer la limite un facteur 10!!! Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 7

Cadre théorique de la Violation de CP Matrice CKM Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 8

Système des B0:Triangle d’unitarité Représentation dans le Modèle Standard de la violation de CP par un nombre complexe dans la matrice CKM de mélange des quarks. La matrice de mélange CKM est unitaire. Représentation graphique sous la forme d’un triangle d’unitarité. B0pp, rp, rr a VtdVtb * VudVub * K0Lp0nn K0Lp0 l+l-  g b  VcdVcb * B0D* B±D0K± B0J/yKS Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 9

Violation de CP dans les B États physiques B0/B̅0 ℓ± Avec |q|2+|p|2=1 Les états physiques sont un mélange de B0 et B0: L’oscillation entre B0 et B0 est dominé par les diagrammes de type “boîte”. Cela se traduit par une oscillation entre les états physiques qui dépend de leur différence de masse m. Mélange (B0,B̅0) A cos(mt) Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 10

Violation de CP dans les B mélange Violation de CP dans l’interférence entre le mélange et la désintégration: On considère la désintégration à l’instant t des B0  dans des états propres de CP, fCP désintégration En général Dans les cas simples comme B0  J/ KS, cela se réduit à Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 11

Physique du B dans les collisionneurs e+e- Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 12

Etude de  avec B0J/ K0L,S K. Abe LP05 Etude de  avec B0J/ K0L,S Pas de phase Vcb Le mode en or, B0J/ K0L,S: Mode état propre de CP avec à la fois un rapport de production important et une grande amplitude de violation de CP. En 2001, première observation de violation de CP Aujourd’hui avec ~10 fois plus de données, nous commençons à tester la cohérence du MS :Nouvelle valeur de BELLE (386106 B0): sin(2)= 0.652±0.044 (au lieu de 0.728±0.061) Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 13

Etude de α avec B0 + /+- Diagramme de type “pingouin” Diagramme de type “arbre” Vtd * Vub |A(pingouin)/A(arbre)| ~ 30-60% 0 d Dépendant de  Plusieurs phases provenant de la matrice CKM : Une seule phase provenant de la matrice CKM : Cpp  0, Spp = sin2aeff  sin2 Nécessaire de disposer d’informations supplémentaires comme (BF(B000) …) pour contraindre . Cpp = 0, Spp = sin(-2(+)) = sin2a L’angle  peut être extrait de S comme pour . Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 14

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Mesure de  avec B0 + F. Forti LP05 En 2003, première observation de B000 confirmées par les mesures récentes de BELLE et BaBar : mais c’est plutôt une mauvaise nouvelle !!! Fraction de diagramme pingouin très importante. L’analyse d’Isospin utilisant les mesures des BF pour +-, +0 et 00, et la mesure des paramètres de CP: C+-, S+- C00. Nouveau résultats de BELLE Cpp Spp Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 15

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Mesure de  avec B0 +- A. Somov Ch. Yèche Utiliser la résonance  qui a le même contenu en quark que le π. Le mode B est beaucoup moins affecté par les diagrammes de type pingouin et il est produit plus fréquemment que Bππ . B est devenu le mode en or pour mesurer l’angle ! BELLE vient de présenter à son tour à EPS2005 une mesure de α avec ce mode. BF(B0  0 0) = (1.9  0.5).10-6 BF(B0  + -) = (4.8  0.5).10-6 BF(B0  0 0) < 1.1.10-6@90% BF(B0  + -) = (30  6 ).10-6 (232106 B0) (386106 B0) Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 16

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Mesure de  V. Tisserand T. Gershon D0KS+ - Plusieurs méthodes pour mesurer  mais une seule domine tous les résultats: Désintégrations: B±  D0K±/D0 K± pour lesquelles l’état final de désintégration du D0/D0 est le même: KS+ - (étude du Dalitz plot). Mesure de  à travers l’interférence des amplitudes. Dépendant de  Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 17

Le Triangle d’Unitarité D. Dujmic K. Trabelsi En combinant toutes les mesures relatives aux angles (,  et ) on a une solution pour le triangle en parfait accord avec les mesures des côtés. Le Modèle Standard fonctionne parfaitement! Peut-on mettre en évidence une Nouvelle Physique au-delà du MS ??? Lorsque on ajoute les contraintes sur les mesures des angles Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 18

Indication de Nouvelle Physique ? Mode en or B0K0: Désintégration dominée par les diagrammes de type “pingouin”. Dans le MS, on devrait retrouver pour l’asymétrie dépendant du temps S=sin(2). Vtb La combinaison de tous les modes de désintégrations du b dominés par les diagrammes de type “pingouin” peut nous renseigner sur la présence ou non de Nouvelle Physique. Le désaccord à plus de 3 entre le sin(2) mesuré avec ces modes et celui obtenu avec B0J/K0, a complètement disparu avec les derniers résultats de BELLE (386106 B0)!!! Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 19

Physique du B au TeVatron Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 20

Mélange des B0S : mesure de mS La contrainte sur un des cotés du TU apportée par la mesure de md est limitée par les incertitudes théoriques. La mesure de ms va permettre de les réduire: Simplification dans ms/md  |Vts|/|Vtd| à 5%. TeVatron: Machines de B0S!!! Premier résultats de D0 à Moriond EW puis CDF au CKM Worshop. Pour déterminer la limite on fait une sorte de transformée de Fourier: Pour une valeur fixée de ms, on ajuste l’amplitude de l’oscillation avec les données. P ~ 1 ± ADcos(mst) Le limite actuelle donnée par LEP: ms>14.5 ps-1 @ 95% Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 21

Mélange des B0S : Résultats de CDF M. Leonardo Reconstruction des désintégration semi-leptoniques: B0s  Ds   X avec Ds   /K*K/ Reconstruction des désintégration hadroniques: B0s  Ds avec Ds   /K*K/ Etiquetage de la saveur avec le quark b opposé (muon, électron, jet charge). 355 pb-1 Dms > 7.9 ps-1 @ 95% CL Sensibilité: 8.4 ps-1 Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 22

Mélange des B0S : Résultats de D0 J. Stark Reconstruction des désintégration semi-leptoniques. B0s  Ds   X Ds  /K*K Moins bonne résolution que CDF! Etiquetage de la saveur avec le quark b opposé (muon, électron, vertex secondaire…). Très bonne réactivité (nouveau résultat avec toute la stat. avant CDF!!!) Dms > 7.3 ps-1 @ 95% CL Sensibilité: 9.5 ps-1 610 pb-1 Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 23

Perspectives pour le mélange des B0S Stat x4 Amélioration de 20% de la résolution en ct La mesure de mS par les désintégration semi-leptoniques est limitée par la résolution en ct (mS >11ps-1). La mesure avec les modes hadroniques semble plus prometteuse (mS >14 ps-1). Améliorations attendues pour D0 De l’analyse (étiquetage, plus de mode pour le DS). Meilleure résolution avec la couche 0 de silicium. Upgrade du trigger muon L3. Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 24

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Conclusions Premiers résultats prometteurs sur l’étude de la violation de CP directe dans K±+-±/00± et K0s000. Les derniers résultats de BELLE et BaBar confirment que le Modèle Standard fonctionne parfaitement! Le désaccord concernant la mesure de sin(2) avec les diagrammes pingouins bs a disparu!!! Premiers résultats très prometteurs du TeVatron pour le mélange du B0S. Dans le système des B, on commence à sur-contraindre la relation d’unitarité, cela va peut-être nous permettre de tester un nouveau domaine de physique au-delà du MS !!! Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 25

Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 Divers Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 26

Mesure de sin(2 +) avec B0D*/ G. Thérin Vub Dépendant de  La violation de CP violation provient de l’interférence entre ces deux processus à travers le mélange (B0,B̅0). Asymétrie dépendant du temps qui permet de mesurer sin(2+). En combinant toutes les méthodes: En utilisant les mesures antérieures de sin(2), on peut contraindre l’angle . Niveau de confiance sur  avec B0D* |sin(2b+g)|>0.74 @68% CL Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 27

Comparaisons des sensibilités (prior to this conference, 355 pb-1) (this analysis, 610 pb-1) Résumé des conférences d'été Violation de CP le 14 novembre 2005 28