Nouvelle physique
Comme nous l'avons vu au paragraphe 1.3.3, il est possible d'obtenir une contribution super-symetrique importante a
Re
("
0="
), et ce en conservant les valeurs experimentales d'autres ob-servables sensibles aux changements de saveur, telles que"
.En regle generale, une valeur tres di erente des predictions du modele standard constitue une indication de la presence d'une nouvelle physique, quelle qu'elle soit. En l'occurrence, il est bien s^ur impossible de conclure ceci des mesures et des predictions de
Re
("
0="
). Les calculs deRe
("
0="
) dans le cadre du modele standard sont delicats et de nombreuses faiblesses peuvent^etre suscpectees avant de considerer l'eventualite de nouvelles contributions a
Re
("
0="
).6.6 Conclusion et perspectives
Dans cette these, j'ai presente une premiere mesure e ectuee par l'experience NA48 du parametre
Re
("
0="
) de violation directe de CP :
Re
("
0="
) = (18;
54;
5 (stat.) 5;
7 (syst.) ):
10;4 (6.10)Ce resultat, combine aux mesures des experiences passees et actuelles demontre l'existence de la violation directe de CP.
Le modele super-faible que nous avons evoque au paragraphe 1.3.1 ne peut donc pas ^etre considere comme seule source de violation de CP. Depuis la decouverte de la troisieme famille de quarks, l'hypothese super-faible etait deja fortement defavorisee, puisque le modele standard seul est capable d'engendrer la violation de CP, indirecte comme directe, comme nous l'avons vu au paragraphe 1.3.2.
Neanmoins, la moyenne experimentale obtenue semble plus elevee que les predictions realisees dans le cadre du modele standard. La gure 6.9 presente un resume graphique de ces mesures et de ces predictions. L'ensemble des dernieres predictions theoriques est porte. Deux types de barres d'erreur sont representes : des barres d'erreur sombres correspondant a un traitement gaussien des incertitudes, et des barres claires correspondant a un balayage de l'espace des parametres d'entree.
En considerant ces dernieres, on constate que le modele standard peut fort bien s'accommoder des valeurs experimentales, dont la moyenne est representee par une bande horizontale de largeur son incertitude. Cet accord ne semble s'obtenir qu'au travers d'une conspiration des di erents parametres entrant dans les calculs de
Re
("
0="
). Une importante contribution du diagramme pingouin represente par l'operateurQ
6 semble en particulier necessaire.Si une telle conspiration n'existait pas | les progres des calculs de chromodynamique quan-tique sur reseau apporteront des elements de reponse sur ce point dans un avenir plus ou moins proche | des modeles tels que la supersymetrie sont susceptibles d'apporter une contribution signi cative a
Re
("
0="
) et de justi er les resultats experimentaux.Bien entendu, il est pour l'instant impossible de trancher cette question.
Au niveau experimental, de nouvelles mesures devraient ^etre fournies par les experiences suivantes :
L'experience KTeV
dispose d'un premier lot acquis en 1997 equivalent a quatre fois les donnees qui ont etepubliees. Ce lot est le plus riche disponible aujourd'hui et il devrait permettreExperiences versus Theories 20 0 20 40 60 Ε’Ε 104 NA31 E731 KTeV NA48 Rome 96 Munich 96 Trieste 97 Munich 99 DoFr 99 DuZeu 99 Rome 99 Taipei99 Trieste 00
Fig. 6.9 { Resume des mesures experimentales et des predictions theoriques du parametre
Re
("
0="
).d'atteindre une precision de 2
:
10;4 surRe
("
0="
). De plus, KTeV possede un second lot acquis en 1999 dont la taille est comparable a celle du premier lot et qui permettra d'ameliorer encore la precision.L'experience KLOE
devrait prochainement acquerir des donnees permettant une mesure deRe
("
0="
) par une methode d'interferometrie de kaons radicalement nouvelle.L'experience NA48
dispose quant a elle de deux nouveaux echantillons, acquis en 1998 et 1999 et comprenant respectivement deux et quatre fois plus d'evenements que le lot utilise pour obtenir le resultat de cette these.A l'heure ou j'ecris ces lignes, l'experience NA48 a presente un nouveau resultat [76], base sur l'echantillon acquis en 1998 :
Re
("
0="
) = (12;
22;
9(stat:
)4;
0(syst:
)):
10;4 (6.11)Combine avec le resultat presente dans cette these, en tenant compte de la { faible { corre-lation des incertitudes, le resultat preliminaire de NA48 est :
Re
("
0="
) = (14;
04;
3):
10;4 (6.12)Ce resultat constitue a lui seul une preuve, a 3,3 ecarts standards pres de l'existence de la violation de CP. La precision atteinte est comparable a celle du resultat de KTeV
Re
("
0="
) = (28;
04;
1):
10;4, et les deux experiences demontrent independamment l'existence de la violation directe deCP. Neanmoins, leur accord est marginal puisqu'elles di erent par 2,3 ecarts standards. Les analyses des lots nals de ces deux experiences, ainsi qu'une mesure de KLOE avec une methode di erente seront sans doute fort enrichissantes pour notre connaissance de la violationBase de qualite de donnees
Cette annexe presente une partie relativement technique de mon travail.Tout au long de cette these, j'ai insiste sur un des principes fondamentaux de notre analyse : les quatre modes doivent ^etre acquis simultanement pour que le ux de chaque faisceau s'elimine dans le rapport
+;/00. Il est donc important de veri er la stabilite des detecteurs et des systemes de declenchement au cours du temps, de maniere a s'assurer qu'aucune partie de la prise de donnees n'est susceptible de produire un double rapport biaise. Un temps mort d'un des systemes (charge OU neutre) durant une periode ou le rapport des intensitesK
S/K
L di ere du rapport moyen de l'ensemble des donnees introduit par exemple un biais direct sur la mesure. Il s'agit donc de de nir un lot de donnees propres sur lequel operer l'extraction du double rapportR
.Cette operation s'est e ectuee en deux etapes :
1. Les equipes responsables des di erents systemes ont etudie leurs performances et signale les donnees qu'ils ne consideraient pas comme utilisables pour la mesure de
Re
("
0="
). J'ai pour ma part e ectue ce travail pour le systeme de declenchement charge de niveau 2 [59]. L'echelle de temps typique sur laquelle est ici testee la qualite des donnees est la periode d'acquisition ininterrompue (ou run).2. La collaboration a ensuite decide de se doter d'une
base de donnees
repertoriant des va-riables caracteristiques du fonctionnement de l'appareillage. J'ai ete charge de la de nition et de la production de cet outil. Deux bases de temps ont ete utilisees :; Le run, pour con rmer et completer les etudes precedemment evoquees.
; Le deversement des protons (ou burst) de 2,4 secondes, pour etudier le comportement des detecteurs et surtout des systemes de declenchement sur une echelle de temps plus courte. Un run comporte typiquement quelques centaines de bursts.
Remarque importante :
il est souhaitable de de nir l'echantillon de donnees utiliseavant
de conduire l'analyse a son terme
, pour que la decision d'inclure ou d'exclure un lot de donnees soit independante de l'e et que cela a sur le double rapport.Un exemple :
prenons le cas de l'ecacite du systeme de declenchement de niveau 2 pour le mode+;. La gure A.1 represente la variable d'ecacite qui a ete implantee dans la base de donnees, en fonction du numero de run. Seuls 65 runs sont representes, ce qui correspond a une petite partie de la campagne de la prise donnees 1997 qui couvre 660 numeros (de 4706 a 5366). Il s'agit de la periode la plus pathologique ; on constate en e et que six runs ont une ecacite inferieure a 80 % (5072, 5086, 5087, 5097, 5098 et 5105). Ces six runs avaient deja ete ^otes de l'echantillon a l'etape 1, et ceci illustre la redondance des deux etapes. Nous verrons plus loin leur complementarite.Efficacité du déclenchement 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 5070 5080 5090 5100 5110 5120 5130 run
Fig. A.1 { Ecacite du declenchement de niveau 2, pour une fraction particulierement patho-logique des runs.
A.1 A l'echelle du
runDans ce paragraphe, je donne la liste complete des variables qui m'ont paru illustrer la qualite des donnees a l'echelle du run et qui ont ete implantees dans la base de donnees. Quelques exemples de leur stabilite (ou de leur variation) sont egalement donnes.