Vers une mesure de la violation de CP dans tau^+- to h^+- π^- π^+ (anti)nu_tau avec le détecteur Belle II

Alors que la violation de la symétrie de charge-parité (CPV) a été mesurée dans le secteur hadronique dans différents canaux, aucune preuve significative de CPV n'a été trouvée dans le secteur leptonique. Il est donc particulièrement intéressant de rechercher la CPV dans les désintégrations du lepton tau étant donné qu'il peut se désintégrer en une variété de canaux hadroniques différents. En effet, des études théoriques suggèrent que les désintégrations hadroniques du tau pourraient présenter des effets de violation CP, mais seulement en présence de nouvelle physique. Parmi celles-ci, les canaux de désintégration en trois hadrons tau^- > h^- h^+ h^- (geq 0pi^0)nu_tau sont particulièrement intéressants grâce à leurs résonances intermédiaires et leurs distributions angulaires. Cette thèse présente une étude préparatoire de la violation CP dans la désintégration tau^- > pi^- pi^+ pi^- (geq 0pi^0)nu_tau en utilisant des données simulées par Monte Carlo et des données collectées par le détecteur Belle II qui est situé au collisionneur e^+e^- SuperKEKB. Des critères de sélection, basés sur des contraintes cinématiques, sont appliqués afin de supprimer divers types de bruit de fond et d'obtenir des échantillons de désintégration signal aussi purs que possible. Des corrections liées aux sélections d'identification des particules sont également appliquées. Ce travail compare les distributions des observables pour les données de Belle II aux simulations MC, et les trouve en bon accord. Pour quantifier la violation CP dans ce canal de désintégration, des observables angulaires spécifiques formant des distributions de produit triple sont exploitées. Des asymétries CP sont construites et pondérées selon des combinaisons de ces observables. Les outils développés dans ce travail contribuent à poser les bases des recherches futures de CPV dans les désintégrations hadroniques du tau dans Belle II. De plus, cette thèse présente une étude des systématiques pour l'introduction d'un polarimètre Compton dans le cadre de la mise à jour de Belle II et SuperKEKB. L'ajout d'un faisceau d'électrons polarisés vise à ouvrir des opportunités de nouvelle physique. Des mesures précises de la polarisation sont requises. Parmi les différentes techniques potentielles, celle utilisant la diffusion Compton est la meilleure pour mesurer la polarisation du faisceau d'électrons. Dans ce contexte, cette thèse se concentre sur l'étude systématique de la performance du polarimètre à ajouter, en particulier en implémentant une simulation dédiée, en identifiant les sources d'incertitudes, et en évaluant leur impact sur la mesure de la polarisation. Ce travail est utile pour la conception du système de polarimètre, qui contribue à la mise à jour de Belle II.