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Rare decays of heavy mesons to resonant channels

Descrizione del progetto

Alla scoperta di nuova fisica grazie a rari processi di decadimento

Quanto più si riduce il divario tra esperimenti e modelli teorici, tanto più importanti si rivelano le previsioni del modello standard nella ricerca di nuova fisica. Il progetto RAD TORCH, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, condurrà un esperimento presso il CERN, l’Organizzazione europea per la ricerca nucleare, in cui calcolerà per la prima volta i fattori di forma risonanti prendendo in considerazione le masse fisiche dei quark. Il progetto offre strumenti per indagare la non-universalità del sapore, segnando un passo in avanti verso la scoperta di nuova fisica. Lo studio dei processi di decadimento rari fornisce un mezzo per accedere a questi fattori di forma, un obiettivo che il progetto intende raggiungere avvalendosi della tecnica della distillazione per proiettare propagatori computazionalmente costosi in un sottospazio riutilizzabile. Fornendo un trattamento degli effetti risonanti e adottando un approccio che incorpora i quark pesanti, RAD TORCH consente di agevolare il percorso di ricerca di fisica precisa.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinatore

ORGANISATION EUROPEENNE POUR LA RECHERCHE NUCLEAIRE
Contributo netto dell'UE
€ 210 789,12
Indirizzo
ESPLANADE DES PARTICULES 1 PARCELLE 11482 DE MEYRIN BATIMENT CADASTRAL 1046
1211 GENEVE 23
Svizzera
Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Genève
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato