skip to main content

This content will become publicly available on March 1, 2023

Title: Searches for rare $$ {B}_s^0 $$ and B0 decays into four muons
A bstract Searches for rare $$ {B}_s^0 $$ B s 0 and B 0 decays into four muons are performed using proton-proton collision data recorded by the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb − 1 . Direct decays and decays via light scalar and J/ψ resonances are considered. No evidence for the six decays searched for is found and upper limits at the 95% confidence level on their branching fractions ranging between 1 . 8 × 10 − 10 and 2 . 6 × 10 − 9 are set.
Authors:
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more » ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
Award ID(s):
1803004
Publication Date:
NSF-PAR ID:
10343882
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2022
Issue:
3
ISSN:
1029-8479
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. A bstract A data set corresponding to an integrated luminosity of 9 fb − 1 of proton-proton collisions collected by the LHCb experiment has been analysed to search for $$ {B}_c^{+}\to {D}_{(s)}^{\left(\ast \right)+}{\genfrac{}{}{0pt}{}{\left(\hbox{---} \right)}{D}}^{\left(\ast \right)0} $$ B c + → D s ∗ + — D ∗ 0 decays. The decays are fully or partially reconstructed, where one or two missing neutral pions or photons from the decay of an excited charm meson are allowed. Upper limits for the branching fractions, normalised to B + decays to final states with similar topologies, are obtained for sixteen $$ {B}_c^{+} $$ Bmore »c + decay modes. For the decay $$ {B}_c^{+}\to {D}_s^{+}{\overline{D}}^0 $$ B c + → D s + D ¯ 0 , an excess with a significance of 3.4 standard deviations is found.« less
  2. A bstract The Cabibbo-suppressed decay $$ {\Lambda}_{\mathrm{b}}^0 $$ Λ b 0 → χ c1 pπ − is observed for the first time using data from proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 6 fb − 1 , collected with the LHCb detector at a centre-of-mass energy of 13 TeV. Evidence for the $$ {\Lambda}_{\mathrm{b}}^0 $$ Λ b 0 → χ c2 pπ − decay is also found. Using the $$ {\Lambda}_{\mathrm{b}}^0 $$ Λ b 0 → χ c1 pK − decay as normalisation channel, the ratios of branching fractions are measured to be $$ {\displaystyle \begin{array}{c}\frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}1}{\mathrm{p}\uppi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}1}{\mathrm{p}\mathrm{K}}^{-}\right)}=\left(6.59\pm 1.01\pmmore »0.22\right)\times {10}^{-2},\\ {}\frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}2}{\mathrm{p}\uppi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}1}{\mathrm{p}\uppi}^{-}\right)}=0.95\pm 0.30\pm 0.04\pm 0.04,\\ {}\frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}2}{\mathrm{p}\mathrm{K}}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_{\mathrm{b}}^0\to {\upchi}_{\mathrm{c}1}{\mathrm{p}\mathrm{K}}^{-}\right)}=1.06\pm 0.05\pm 0.04\pm 0.04,\end{array}} $$ B Λ b 0 → χ c 1 pπ − B Λ b 0 → χ c 1 pK − = 6.59 ± 1.01 ± 0.22 × 10 − 2 , B Λ b 0 → χ c 2 pπ − B Λ b 0 → χ c 1 pπ − = 0.95 ± 0.30 ± 0.04 ± 0.04 , B Λ b 0 → χ c 2 pK − B Λ b 0 → χ c 1 pK − = 1.06 ± 0.05 ± 0.04 ± 0.04 , where the first uncertainty is statistical, the second is systematic and the third is due to the uncertainties in the branching fractions of χ c1 , 2 → J / ψγ decays.« less
  3. A bstract The production cross-sections of J/ψ mesons in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$ s = 5 TeV are measured using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 9 . 13 ± 0 . 18 pb − 1 , collected by the LHCb experiment. The cross-sections are measured differentially as a function of transverse momentum, p T , and rapidity, y , and separately for J/ψ mesons produced promptly and from beauty hadron decays (nonprompt). With the assumption of unpolarised J/ψ mesons, the production cross-sections integrated over the kinematic range 0 < pmore »T < 20 GeV/ c and 2 . 0 < y < 4 . 5 are $$ {\displaystyle \begin{array}{c}{\sigma}_{\mathrm{prompt}}\ J/\psi =8.154\pm 0.010\pm 0.283\ \upmu \mathrm{b},\\ {}{\sigma}_{\mathrm{nonprompt}}\ J/\psi =0.820\pm 0.003\pm 0.034\ \upmu \mathrm{b},\end{array}} $$ σ prompt J / ψ = 8.154 ± 0.010 ± 0.283 μb , σ nonprompt J / ψ = 0.820 ± 0.003 ± 0.034 μb , where the first uncertainties are statistical and the second systematic. These cross-sections are compared with those at $$ \sqrt{s} $$ s = 8 TeV and 13 TeV, and are used to update the measurement of the nuclear modification factor in proton-lead collisions for J/ψ mesons at a centre-of-mass energy per nucleon pair of $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ s NN = 5 TeV. The results are compared with theoretical predictions.« less
  4. Abstract The multihadron decays $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D + pπ−π− and $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D * + pπ−π− are observed in data corresponding to an integrated luminosity of 3 fb − 1 , collected in proton-proton collisions at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV by the LHCb detector. Using the decay $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → $$ {\Lambda}_c^{+} $$ Λ c + π + π − π − as a normalisation channel, the ratio of branching fractions is measured to be $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {\Lambda}_c^0{\pi}^{+}{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}\times \frac{\mathcal{B}\left({D}^{+}\to {K}^{-}{\pi}^{+}{\pi}^{+}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^0\to {pK}^{-}{\pi}^{-}\right)}=\left(5.35\pm 0.21\pmmore »0.16\right)\%, $$ B Λ b 0 → D + p π − π − B Λ b 0 → Λ c 0 π + π − π − × B D + → K − π + π + B Λ c 0 → pK − π − = 5.35 ± 0.21 ± 0.16 % , where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The ratio of branching fractions for the $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D *+ pπ − π − and $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D + pπ − π − decays is found to be $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{\ast +}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}\times \left(\mathcal{B}\left({D}^{\ast +}\to {D}^{+}{\pi}^0\right)+\mathcal{B}\left({D}^{\ast +}\to {D}^{+}\gamma \right)\right)=\left(61.3\pm 4.3\pm 4.0\right)\%. $$ B Λ b 0 → D ∗ + p π − π − B Λ b 0 → D + p π − π − × B D ∗ + → D + π 0 + B D ∗ + → D + γ = 61.3 ± 4.3 ± 4.0 % .« less
  5. A bstract Measurements of CP observables in B ± → D (*) K ± and B ± → D (*) π ± decays are presented, where D (∗) indicates a neutral D or D ∗ meson that is an admixture of meson and anti-meson states. Decays of the D (∗) meson to the Dπ 0 and Dγ final states are partially reconstructed without inclusion of the neutral pion or photon. Decays of the D meson are reconstructed in the K ± π ∓ , K + K − , and π + π − final states. The analysis uses amore »sample of charged B mesons produced in proton-proton collisions and collected with the LHCb experiment, corresponding to integrated luminosities of 2.0, 1.0, and 5.7 fb − 1 taken at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, respectively. The measurements of partially reconstructed B ± → D (*) K ± and B ± → D (∗) π ± with D → K ∓ π ± decays are the first of their kind, and a first observation of the B ± → $$ {\left(D{\pi}^0\right)}_{D^{\ast }}{\pi}^{\pm } $$ D π 0 D ∗ π ± decay is made with a significance of 6.1 standard deviations. All CP observables are measured with world-best precision, and in combination with other LHCb results will provide strong constraints on the CKM angle γ .« less