Excerpts from the LHCb cookbook - RECEPTS for testing lepton universality and reconstructing primary vertices - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2020

Excerpts from the LHCb cookbook - RECEPTS for testing lepton universality and reconstructing primary vertices

Extraits du livre de recettes LHCb - RECEPTS pour tester l'universalité des leptons et reconstruire les vertex primaires

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Abstract

Lepton universality is an accidental symmetry of the Standard Model of particles physics, which expects that the charged leptons have the same characteristics but their masses. Experimental testsof lepton universality have shown hints of deviations from the Standard Model. This thesis presents a test of lepton universality using semi leptonic b-hadron decays to final states involving a muon or an electron using data recorded with the LHCb detector in the years 2016, 2017 and 2018. The test is performed by measuring the branching fraction of the B0->D∗+ e− nue decay relative to the branching fraction of the B0->D*+ mu− numu decay.This is the first time this ratio is measured at a hadron-hadron collider. It is shown that the systematic uncertainties related to the different behavior of electron and muons in the detector can be controlled to a level that a similar sensitivity to measurements at electron-positron colliders can be achieved.The LHCb Upgrade for Run 3 of the Large Hadron Collider detector will rely on a completely software-based trigger, whose first stage needs to process events at a rate of up to 30 MHz. An implementation of the complete first trigger stage on GPUs was developed by the LHCb collab-oration. During this thesis the algorithm to reconstruct the proton-proton interaction points, necessary to identify displaced signatures, is implemented on GPUs. Changes to the original CPU implementation to achieve a fast and efficient algorithm are presented. The GPU algorithm is shown to fulfill the physics performance and throughout requirement of the Run 3 trigger.
L'universalité lepton est une symétrie accidentelle du modèle standard de la physique des particules, qui s'attend à ce que les leptons chargés aient les mêmes caractéristiques mais leurs masses. Tests expérimentaux de l'universalité leptonique ont montré des indices d'écarts par rapport au modèle standard. Cette thèse présente un test d'universalité leptonique utilisant des désintégrations sémileptoniques de b-hadrons en états finaux impliquant un muon ou un électron utilisant des données enregistrées avec le détecteur LHCb dans les années 2016, 2017 et 2018. Le test est effectué en mesurant la fraction de ramification de la décroissance B0-> D∗+ e− nue par rapport à la fraction de ramification de la désintégration B0-> D*+ mu− numu. C'est la première fois que ce rapport est mesuré sur un collisionneur hadrons-hadrons. On montre que les incertitudes systématiques liées au comportement différent de l'électron et les muons dans le détecteur peuvent être contrôlés à un niveau qui une sensibilité similaire aux mesures à Des collisionneurs électron-positon peuvent être atteints. La mise à niveau LHCb pour l'exécution 3 du détecteur de grand collisionneur de hadrons reposera sur une déclencheur basé sur logiciel, dont le premier étage doit traiter les événements à une fréquence allant jusqu'à 30 MHz. La mise en œuvre de la première étape de déclenchement complète sur les GPU a été développée par la collaboration LHCb discours solennel. Au cours de cette thèse, l'algorithme de reconstruction des points d'interaction proton-proton, nécessaire pour identifier les signatures déplacées, est implémenté sur les GPU. Modifications apportées au processeur d'origine mise en œuvre pour obtenir un algorithme rapide et efficace sont présentés. L'algorithme GPU est montré pour remplir les performances physiques et l'exigence de débit du déclencheur Run 3.
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Dates and versions

tel-03719338 , version 1 (11-07-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03719338 , version 1

Cite

Florian Reiss. Excerpts from the LHCb cookbook - RECEPTS for testing lepton universality and reconstructing primary vertices. High Energy Physics - Experiment [hep-ex]. Sorbonne Université, 2020. English. ⟨NNT : 2020SORUS450⟩. ⟨tel-03719338⟩
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