Measurements of CP violation in B decays to charmless charged two-body final states at LHCb

This thesis presents the results obtained from the measurement of both the time-integrated (TI) CP asymmetries of the B0->K+p- and B0s->p+K- decays and the time-dependent (TD) CP asymmetries of the B0->p+p- and B0s->K+K- decays. Such measurements have been performed using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 3.0 fb-1 collected in proton-proton (pp) collisions at the centre-of-mass energy of 7-8 TeV at the LHCb experiment in Run1. The final values of the CP parameters and asymmetries are: Cpp = -0.34 +/- 0.06 +/- 0.01, Spp = -0.63 +/- 0.05 +/- 0.01, CKK = 0.20 +/- 0.06 +/- 0.02, SKK = 0.18 +/- 0.06 +/- 0.02, ADGKK = -0.79 +/- 0.07 +/- 0.10, ACP(B0->K+p-) = -0.084 +/- 0.004 +/- 0.003, ACP(B0s->p+K-) = 0.213 +/- 0.015 +/- 0.007, where the first error is statistical and the second is systematic. The results are in good agreement with the previous measurements. The values of Cpp, Spp, ACP(B0->K+p-) and ACP(B0s->p+K-) are the most precise achieved by a single experiment and the results obtained for CKK, SKK and ADGKK represent the strongest evidence for the TD CP violation in the B0s meson sector to date. These measurements are published in Physical Review D98. In addition, the preliminary results of the analysis update performed using the data corresponding to an integrated luminosity of 2.0 fb-1 collected at the LHCb experiment in pp collisions at the centre-of-mass energy of 13 TeV in Run2 are presented. The values obtained for the CP parameters and asymmetries are: Cpp = -0.375 +/- 0.061, Spp = -0.682 +/- 0.053, CKK = 0.124 +/- 0.051, SKK = 0.186 +/- 0.052, ADGKK = 0.786 +/- 0.065, ACP(B0->K+p-) = -0.083 +/- 0.003 +/- 0.003, ACP(B0s->p+K-) = 0.244 +/- 0.014 +/- 0.003, where the first error is statistical and the second is systematic. The statistical precision on the CP parameters measured from the TD CP asymmetries is expected to be reduced by a relative 30%, when the analysis will be completed. The study of the systematic sources of uncertainties has to be finalized and the total uncertainty is expected to be slightly lower than in the Run1 analysis.

In questa tesi vengono mostrati i risultati ottenuti dalla misura delle asimmetrie di CP integrate nel tempo nei decadimenti B0->K+p- e B0s->p+K-e delle asimmetrie di CP dipendenti dal tempo nei decadimenti B0->p+p- e B0s->K+K-. Queste misure sono state realizzate utilizzando un campione di dati corrispondente ad una luminositá integrata di 3.0 fb-1 raccolto da collisioni protone-protone (p-p) ad un’energia nel centro di massa pari a 7-8 TeV dall’esperimento LHCb nel Run1. I valori finali dei parametri di CP e delle asimmetrie sono: Cpp = -0.34 +/- 0.06 +/- 0.01, Spp = -0.63 +/- 0.05 +/- 0.01, CKK = 0.20 +/- 0.06 +/- 0.02, SKK = 0.18 +/- 0.06 +/- 0.02, ADGKK = -0.79 +/- 0.07 +/- 0.10, ACP(B0->K+p-) = -0.084 +/- 0.004 +/- 0.003, ACP(B0s->p+K-) = 0.213 +/- 0.015 +/- 0.007, dove la prima incertezza è statistica e la seconda è sistematica. I risultati ottenuti sono in buono accordo con le misure precedenti. I valori di Cpp, Spp, ACP(B0->K+p-) e ACP(B0s->p+K-) sono i piú precisi ottenuti da un singolo esperimento. Inoltre, i risultati ottenuti per le osservabili CKK, SKK e ADGKK risultano essere ad oggi la piú forte evidenza di violazione di CP dipendente dal tempo nel settore dei mesoni B0s. Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Physical Review D98. In questa tesi sono anche presentati i risultati preliminari relativi all'aggiornamento di questa analisi, realizzato utilizzando il campione di dati corrispondente ad una luminositá integrata di 2.0 fb-1 raccolto dall’esperimento LHCb in collisioni pp ad un’energia nel centro di massa pari a 13 TeV nel Run2. I valori dei parametri di CP e delle asimmetrie sono: Cpp = -0.375 +/- 0.061, Spp = -0.682 +/- 0.053, CKK = 0.124 +/- 0.051, SKK = 0.186 +/- 0.052, ADGKK = 0.786 +/- 0.065, ACP(B0->K+p-) = -0.083 +/- 0.003 +/- 0.003, ACP(B0s->p+K-) = 0.244 +/- 0.014 +/- 0.003, dove la prima incertezza è statistica e la seconda è sistematica. Ad analisi conclusa, la precisione statistica per i parametri di CP misurati dalle asimmetrie dipendenti dal tempo é attesa ridursi del 30%. Lo studio delle sorgenti sistematiche deve ancora essere finalizzato e si prevede che l’incertezza complessiva sará inferiore rispetto a quella dell’analisi nel Run1.