Raynette van Tonder zur Co-Koordinatorin der Semileptonic Physics Group von Belle II ernannt
ETP-Postdoktorandin Raynette van Tonder wurde zur Co-Koordinatorin der Physikgruppe „Semileptonic and Missing Energy” (oder kurz „S(L)”) von Belle II ernannt. Belle II, das sich am SuperKEKB-Beschleuniger in Japan befindet, verfügt über ein vielfältiges Physikprogramm und ist in acht Untergruppen unterteilt, die verschiedene Bereiche abdecken, von Charm- und seltenen B-Meson-Zerfällen bis hin zu Messungen der zeitabhängigen CP-Verletzung.
Die Analysen der S(L)-Arbeitsgruppe umfassen Präzisionsmessungen des semileptonischen oder leptonischen Zerfalls von B-Mesonen, bei denen im Endzustand ein Lepton-Neutrino-Paar auftritt. Das Neutrino bleibt unbeobachtet, da es den Belle II-Detektor vollständig durchquert und somit als „fehlende Energie” klassifiziert wird. Belle II ist das perfekte Experiment, um Zerfälle mit neutralen Teilchen zu untersuchen, da es eine sauberere Umgebung mit geringeren Hintergrundstrahlungen bietet als dies bei Hadronenbeschleunigern wie LHCb üblicherweise der Fall ist.
“Ich freue mich sehr, diese Physik-Arbeitsgruppe mitzuorganisieren, denn wir haben fast 70 motivierte Physiker/innen weltweit, die an mehr als 20 verschiedenen Analysen arbeiten.”
Semileptonische B-Zerfälle, die klare experimentelle Signaturen und kontrollierbare theoretische Unsicherheiten aufweisen, bieten ein ideales Instrumentarium zur Überprüfung der Lepton-Flavor-Universalität (LFU). Aufgrund der Aufhebung verschiedener systematischer Unsicherheiten können Messungen der Zerfallsratenverhältnisse mit hoher Präzision durchgeführt werden, was strenge Tests der LFU ermöglicht. Der Hauptgrund für die aktuellen Anomalien im Bereich der Flavour-Physik sind Verhältnisse mit semitauonischen Zerfällen, nämlich R(D(*)). Die Diskrepanz zwischen den R(D(*))-Messungen verschiedener Experimente und den entsprechenden Vorhersagen des Standardmodells liegt derzeit bei 3,6σ. Zusätzliche Messungen verschiedener b → cτν-Zerfälle und anderer Observablen können untersucht werden, um die LFU zu untersuchen, darunter die longitudinale Polarisation von D* und Winkelasymmetrien in differentiellen Zerfallsraten. Ein weiteres Thema der S(L)-Arbeitsgruppe sind Präzisionsmessungen der Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM)-Matrixelemente |Vub| und |Vcb|. Die Bestimmung von |Vub| und |Vcb| erfolgt unter Verwendung zweier komplementärer Ansätze: Der exklusive Ansatz konzentriert sich auf die Rekonstruktion eines bestimmten Zerfallskanals, während der inklusive Ansatz darauf abzielt, die Summe aller möglichen Endzustände zu messen, die denselben Übergang auf Quarkebene beinhalten. Die aktuellen weltweiten Durchschnittswerte von |Vub| und |Vcb| aus exklusiven und inklusiven Bestimmungen weisen Abweichungen von etwa 3σ zwischen beiden Techniken auf, was ein seit langem ungelöstes Rätsel darstellt.
Dr. van Tonder übernimmt den Vorsitz während viele Analysten beginnen, sowohl die Kollisionsdaten von Run 1 als auch von Run 2 in ihre Studien einzubeziehen, wodurch zuvor statistisch begrenzte Messungen spannende Ergebnisse mit weltweit führender Präzision auf bevorstehenden großen Konferenzen zeigen können.
„Mein persönliches Ziel ist es, neben der gründlichen Überprüfung der Analysen und der Sicherstellung zeitnaher Ergebnisse, innovative Analysen zu fördern, die bahnbrechende Messungen durchführen, um die bestehenden Anomalien in der Flavour-Physik zu bestätigen oder zu widerlegen.“