Dresden 2013 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 56: Suche nach neuer Physik 2

T 56.9: Vortrag

Montag, 4. März 2013, 18:45–19:00, WIL-C133

Suche nach Leptonzahl verletzenden τ Zerfällen bei LHCb — •Paul Seyfert — Physikalische Institut, Universität Heidelberg

Im Standardmodell der Teilchenphysik ist die Leptonzahl eine Erhaltungsgröße, zu der es keine fundamentale Symmetrie gibt. Mit der Beobachtung von Neutrinooszillation wurde die Verletzung dieser Erhaltungsgröße im neutralen Sektor bereits beobachtet, wohingegen für geladene Leptonen bisher nur experimentelle Ausschlussgrenzen gefunden wurden. Für den Zerfall τ⁺→µ⁺µ⁺µ⁻ sagen viele Erweiterungen des Standardmodells ein Verzweigungsverhältnis nahe des heutigen experimentellen Ausschlusslimits von 2,1× 10⁻⁸ vorher. Da im Standardmodell selbst mit Neutrinooszillation für dieses Verzweigungsverhältnis ein Wert kleiner als 10⁻⁵⁰ erwartet wird, würde ein Nachweis dieses Zerfalls ein eindeutiges Zeichen von „Neuer Physik“ darstellen.

Bereits in den Proton-Proton Kollisionen des Jahres 2011, die mit dem LHCb Experiment aufgezeichnet wurden, und einer Luminosität von 1 fb⁻¹ entsprechen, wurden 14 Milliarden τ-Leptonen in der Detektorakzeptanz produziert. Dies ermöglicht eine hochpräzise Suche nach Leptonzahl verletzenden Tauzerfällen. Um hohe Sensitivität zu erreichen, ist eine genaue Kenntnis signalähnlicher Untergrundquellen nötig, die mit einer multivariaten Datenanalyse diskriminiert werden. Neben der erzielten Ausschlussgrenze auf das Verzweigungsverhältnis für τ⁺→µ⁺µ⁺µ⁻ werden auch die ersten experimentellen Grenzen für die Kanäle τ⁺→ p µ⁺µ⁻ und τ⁺→ p µ⁺µ⁺ vorgestellt.