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Rare decays of heavy mesons to resonant channels

Description du projet

Des processus de désintégration rares pour découvrir une nouvelle physique

À mesure que l’écart entre les expériences et les modèles théoriques se réduit, les prédictions du modèle standard deviennent cruciales dans la recherche d’une nouvelle physique. Le projet RAD TORCH, financé par le programme MSCA, effectuera, au sein du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), le premier calcul des facteurs de forme de la résonance en tenant compte des masses physiques des quarks. Cela apportera des outils pour étudier la non-universalité des saveurs, une étape vers la découverte d’une nouvelle physique. L’étude des processus de désintégration rares permet d’accéder à ces facteurs de forme. Pour ce faire, le projet utilisera la technique de distillation pour projeter les propagateurs coûteux en calcul dans un sous-espace qui peut être réutilisé. En traitant les effets de résonance et en adoptant une approche pour incorporer les quarks lourds, il facilitera la recherche en physique précise.

Objectif

Reliable and precise Standard Model predictions are becoming increasingly important in searches for new physics as the gap closes between experiment and theory. At CERN I will perform the first physical-quark-mass calculation of resonant form factors, including B → K*. This will allow future analyses of the LHCb data set to give significantly stronger probes of flavour non-universality and pave the way to discover new physics from the current 2.5σ tension in the R(K*) ratio of branching fractions observed at LHCb.

Access to those form factors can be gained by studying rare decay processes like B→K* ℓ+ ℓ− . These processes, which involve neutral-current b→s quark transitions, are forbidden at tree level in the Standard Model. The resonant final state poses a particular challenge on the lattice due to its Euclidean formalism, which requires a careful study of the finite volume spectrum which can be related to pion-kaon asymptotic scattering states. The computational strategy is the distillation technique, which projects computationally expensive propagators into a subspace to be re-used efficiently. I have written high-performance-computing (HPC) code for distillation as part of the lattice QCD softwares Grid and Hadrons. This is free, open-source and runs in data production on various computing architectures, including GPU-based ones.

The other main challenge of the computation of B → K* form factors is the treatment of the heavy-quark on the lattice. My work on B-meson mixing has demonstrated the viability of using a fully relativistic action for the heavy quark with fully controlled systematic errors. The combination of the careful treatment of the resonant effects and the innovative approach to incorporate the heavy quark will be essential to advance the precision physics goals in the B-sector, as well as provide the platform to study other related processes like Kγ → Kπ from QCD.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinateur

ORGANISATION EUROPEENNE POUR LA RECHERCHE NUCLEAIRE
Contribution nette de l'UE
€ 210 789,12
Adresse
ESPLANADE DES PARTICULES 1 PARCELLE 11482 DE MEYRIN BATIMENT CADASTRAL 1046
1211 GENEVE 23
Suisse
Région
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Genève
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
Aucune donnée