Measurement of |Vus| using hadronic tau decays at Belle II

Abstract

Diese Arbeit präsentiert eine präzise Messung des CKM-Matrixelements Vus unter Verwendung von Daten, die am Belle II-Experiment am SuperKEKB-Elektron- Positron-Kollider in Tsukuba, Japan, gesammelt wurden. Die Messung verwendet das Verhältnis der Zerfallsverzweigungen von Tau-Leptonen, bezeichnet als RK/π, wobei sowohl Pionen als auch Kaonen im Endzustand vorhanden sind, gegeben durch RK/π = B(τ− → K−ντ)/B(τ− → π−ντ). Die Auswahlkriterien umfassen eine Tag-Seite mit drei geladenen Teilchen und definieren insgesamt eine 3×1-Zacken- Topologie. Das vorläufig erhaltene Ergebnis, RK/π = 0.06438±0.00080, entspricht einem Wert von |Vus| = 0.2229 ± 0.0017 und berücksichtigt nur die Hauptquellen systematischer Unsicherheit. Angesichts des systematischen Charakters dieser Messung wird eine spezielle Studie zur Behandlung der wichtigsten systematis- chen Unsicherheiten durchgeführt. Insbesondere wird eine Leistungsbeurteilung von Korrekturen zur Pionenidentifikation durchgeführt, um die Zuverlässigkeit und Präzision der Messung zu verbessern.

This thesis presents a precise measurement of the CKM matrix element Vus us- ing data collected at the Belle II experiment situated at the SuperKEKB electron- positron collider in Tsukuba, Japan. The measurement employs the ratio of branch- ing fractions of tau lepton decays, denoted as RK/π, with both pion and kaon mesons in the final state, given by RK/π = B(τ− → K−ντ)/B(τ− → π−ντ). Selection criteria involve a tag side consisting of three charged particles, defining an overall 3×1- prong topology. The preliminary obtained result, RK/π = 0.06438 ± 0.00080, corre- sponds to a |Vus| value of 0.2229±0.0017, and takes into account only the main systematic uncertainty sources. Recognizing the systematic nature of this mea- surement, a dedicated study addressing leading systematic uncertainties is under- taken. Specifically, a performance assessment of pion identification corrections is conducted to enhance the reliability and precision of the measurement.