Measurement of the branching fraction of the decay B0->Psi(2S)Pi0 and studies of the luminosity-dependent background for the belle II experiment at the future accelerator superKEKB
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Description
Diese Doktorarbeit umfasst zwei getrennte Analysen: zum einen die Messung des Verzweigungsverhaeltnisses B0 -> Psi(2S)Pi0 aus den Daten des Belle Experimentes, zum anderen die Abschaetzung der Rate von QED Untergrundereignissen bei kleinen Impulsen fuer das Detektorupgrade Belle II und deren Einfluss auf das Leistungsverhalten des neuen Pixeldetektors. In der ersten Analyse wurde der Zerfallskanal B0 -> Psi(2S)Pi0 untersucht und zum ersten Mal das zugehoerige Verzweigungsverhaeltnis bestimmt. Die Analyse beruht auf Daten des asymmetrischen e+e- KEKB Beschleunigers, die mit dem Belle Detektor aufgezeichnet wurden. Verwendet werden die gesamten Belle Daten, die 772 Millionen BbarB Paare enthalten. Die Analyse liefert folgendes Ergebnis fuer das Verzweigungsverhaeltnis: B(B0->Psi(2S)Pi0) = (1.07 +/- 0.23 +/- 0.08) x e-5. Die zweite Studie beschaeftigt sich mit dem Leistungsverhalten des Belle II Detektors. Viele Detektorkomponenten des Belle Experimentes werden im Ramen des Upgrades ersetzt oder verbessert. Wichtigste Veraenderung dabei ist der neue Pixeldetektor zur Messung des Wechselwirkungspunktes der kollidierenden Teilchen, der in unmittelbarer Naehe zum Strahlrohr eingebaut wird. Aufgrund seines geringen Radius wird er am staerksten von Untergrundereignissen beeinflusst. Es wird erwartet, dass zwei Photon QED Prozesse e+e- -> e+e-e+e- dabei die wichtigste Rolle spielen. Da die Luminositaet des neuen SuperKEKB Collider voraussichtlich 40-mal hoeher als die von KEKB sein wird, wird erwartet, dass die Rate von Untergrundereignissen entsprechend steigt. Um zwei Photon QED Prozesse zu analysieren, wurden Ereignisse verwendet, die nach dem Zufallsprinzip selektiert wurden (random trigger). Die bei diesen Ereignissen entstehenden Elektronen und Positronen haben eine sehr niedrige Energie und erreichen daher nur die innerste Lage des Pixeldetektors, die dadurch besonders belastet wird. Die Messungen zeigt, dass die Okkupanz der innersten Lage durch zwei Photon QED Ereignisse 0.7 % ist, was unterhalb der maximalen Okkupanz von 3 % liegt, bei der der Detektor noch fehlerfrei funktioniert.
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