Recherche de nouvelle physique avec les désintégrations rares de la beauté au LHC – SoRBeT

Les constituants élémentaires de la matière et leurs interactions sont décrits avec succès par le modèle standard de la physique des particules. Cependant, ce modèle est incapable de répondre à un certain nombre de questions fondamentales et une nouvelle physique, au-delà du modèle standard, devrait se manifester à plus haute énergie. La nouvelle physique est recherchée très activement au LHC mais aucune trace de nouvelle particule n'a été décelée jusqu'à présent. Les désintégrations rares de mésons B, en particulier les courants neutres qui changent la saveur, sont parmi les canaux les plus prometteurs pour la recherche de nouvelle physique.
Dans ce projet, nous proposons d’étudier les désintégrations rares des mésons B en lepton tau avec l’expérience LHCb. Contrairement aux désintégrations rares avec des muons dans l’état final, celles-ci sont encore largement méconnues, principalement à cause de la difficulté de reconstruction des taus. Elles sont cependant d’un grand intérêt pour tester l'universalité des leptons, une signature du modèle standard. Le but premier du projet est la recherche de la désintégration du méson Bs en deux leptons tau. Un programme de recherche est établi pour parvenir à mesurer le rapport d’embranchement de ce canal. Les outils et l’expertise développés pour cette première analyse pourront être ensuite adaptés à l’étude d’autres canaux contenant des leptons tau. L’étude de faisabilité pour ces autres désintégrations, telles que B0 -> K* tau tau ou le mode violant le nombre leptonique B -> tau mu, constitue le deuxième objectif majeur de ce projet.