Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Experimentalphysik

Betreuer: PD Dr. Roland Waldi



M. Sc. Miriam Heß
(e-mail: hess.miriam87@gmail.com )

A study of B0 → D0 p p decays with the LHCb experiment

B mesons can be used to study baryonic decays; they can decay in a variety of baryonic end states due to their high mass. To understand the baryons and their production in B meson decays, experimental measurements are necessary to develop phenomenological models which describe the production mechanisms of baryons.

This thesis presents the study of B0 → D0 p p decays with Run I data of the LHCb experiment. First, the branching fraction of B0 → D0 p p decays with D0 → K- π+ relative to B0 → D0 π+ π- decays is measured to verify the results of the experiments BaBar and Belle. The result deviates less than 2σ from BaBar's measurement. As a second step, the Dalitz plane of the B0 → D0 p p decay was analysed. An enhancement at the baryon-antibaryon mass threshold was found, and an asymmetric behaviour in the angular distribution of the pp system at rest was observed. Furthermore, structures in the D0p invariant mass distribution can be observed.

B-Mesonen eignen sich für die Untersuchung baryonischer Zerfälle, da sie aufgrund ihrer hohen Masse in eine Vielzahl baryonischer Endzustände zerfallen können. Zum Verständnis der Baryonen und deren Entstehung aus B-Mesonenzefällen sind experimentelle Messungen notwendig, durch die phänomenologische Modelle zur Beschreibung der Produktionsmechanismen von Baryonen entwickelt werden können.

Diese Doktorarbeit präsentiert die Ergebnisse der Untersuchung von B0 → D0 p p mit Run I Daten des LHCb Experimentes. Das Verzweigungsverhältnis von B0 → D0 p p Zerfällen mit D0 → K- π+ relativ zu B0 → D0 π+ π- Zerfällen wurde gemessen, um die Ergebnisse der Experimente BaBar und Belle zu überprüfen. Das Ergebnis weicht weniger als 2σ von der Messung des BaBar Experimentes ab. Des Weiteren wurde die Dalitz Ebene des Zerfalls B0 → D0 p p untersucht. Eine Anreicherung der Schwelle der Baryon-Antibaryon-Massenverteilung wurde gefunden und eine Asymmetrie in der Winkelverteilung für das pp-System in Ruhe beobachtet. Außerdem konnten Strukturen in der D0p Massenverteilung beobachtet werden.