Ricerca delle transizioni di dipolo magnetico h_b(2P) -> chi_bJ(1P) gamma all'esperimento Belle

In questa tesi è riportata la ricerca delle transizioni "hindered" di dipolo magnetico (M1) tra il singoletto di spin hb(2P) e il tripletto χbJ (1P). Sono stati sfruttati i dati raccolti dall’esperimento Belle in collisioni e+e−, con luminosità integrata L = 121.4 f b−1, all’energia nel centro di massa √s = 10.860 GeV . La catena di decadimento ricostruita è completamente esclusiva, e corrisponde al decadimento a cascata Υ(10860) → hb(2P )π+π− → γχbJ (1P )π+π− → γγΥ(1S)π+π− → γγμ+μ−π+π−. La procedura di selezione è stata ottimizzata su simulazioni Monte Carlo (MC) e validata su dati sperimentali raccolti alla risonanza Υ(3S), attraverso lo studio del canale di controllo Υ(3S) → γχbJ (2P ) → γγΥ(2S) → γγπ+π−Υ(1S) → γγπ+π−μ+μ−. In seguito al conteggio, su simulazioni MC, del numero medio di eventi di fondo che passano la selezione, sono stati stimati i rapporti di decadimento B[hb(2P ) → γχbJ (1P)], J = 0, 1, 2 usando il metodo statistico proposto da Feldman e Cousins. Il primo capitolo richiama la descrizione fenomenologica e teorica degli stati bb e i risultati sperimentali più rilevanti per il soggetto, e definisce le transizioni M1 hindered. Il capitolo 2 dà una panoramica del collisore KEKB e del rivelatore Belle, il cui funzionamento è stato fondamentale per la raccolta dei dati che sono analizzati nella tesi. Il capitolo 3 descrive i software utilizzati per le simulazioni Monte Carlo, per la ricostruzione degli eventi e per l’analisi dati. Il capitolo 4 sviluppa l’analisi e riporta i risultati finali. Questi includono l’identificazione dei più importanti processi di fondo, la stima dell’efficienza della selezione e degli errori sistematici, e i limiti superiori attesi per i rapporti di decadimento delle transizioni studiate, espressi come sensibilità dell’esperimento. Infine, il capitolo 5 riporta le considerazioni finali riguardo al lavoro svolto.