Verbundprojekt 05H2021 (ErUM-FSP T09) - Belle II: Pixeldetektor, Software und erste Datenanalysen; Teilprojekt: Softwareentwicklung und Physikanalysen für Belle II

Abstract

Belle II am SuperKEKB-Beschleuniger in Japan zielt auf die Untersuchung von B-Meson-Zerfällen und seltenen physikalischen Prozessen ab. Ein besonders vielversprechendes Forschungsthema sind Suchen nach neuen Physik-Phänomenen, bei denen neutrale Teilchen im Endzustand auftreten die z.B. bei LHCb nur deutlich schlechter untersucht werden können. Diese Suchen und Analysen stellen eine Herausforderung dar, da die Rekonstrukltion neutraler Teilchen deutlich anfälliger für die hohen Strahluntergründe bei Belle II ist. Im Rahmen des Projekts wurden wichtige Fortschritte bei der Untersuchung langlebiger Teilchen und der Optimierung der Kalorimeterrekonstruktion erzielt. Bei Belle II wurde eine neue Suche nach inelastischer dunkler Materie durchgeführt, die eine Signatur mit fehlender Energie und versetzten Vertizes beinhaltete, was bislang nicht untersucht wurde. Die Ereignisselektion und Sensitivitätsstudien wurden abgeschlossen und auf internationalen Konferenzen präsentiert, wobei signifikante neue Ausschlussbereiche erzielt wurden. Eine andere Suche nach dunklen Higgs-Bosonen wurde abgeschlossen und Belle II veröffentlicht. Zur Optimierung der Kalorimeterrekonstruktion wurden Graph Neuronale Netzwerke (GNNs) entwickelt, die die Energieauflösung von Photonen verbesserten und dabei hohe Strahlhintergründe berücksichtigten. Diese neue Methode erhöhte die Energieauflösung um mehr als 30 % und minimierte Strahlhintergründe.