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Title: Comprehensive analysis of local and nonlocal amplitudes in the B0 → K*0μ+μ− decay
A<sc>bstract</sc>

A comprehensive study of the local and nonlocal amplitudes contributing to the decayB0K*0(→K+π)μ+μis performed by analysing the phase-space distribution of the decay products. The analysis is based onppcollision data corresponding to an integrated luminosity of 8.4 fb1collected by the LHCb experiment. This measurement employs for the first time a model of both one-particle and two-particle nonlocal amplitudes, and utilises the complete dimuon mass spectrum without any veto regions around the narrow charmonium resonances. In this way it is possible to explicitly isolate the local and nonlocal contributions and capture the interference between them. The results show that interference with nonlocal contributions, although larger than predicted, only has a minor impact on the Wilson Coefficients determined from the fit to the data. For the local contributions, the Wilson Coefficient$$ {\mathcal{C}}_9 $$C9, responsible for vector dimuon currents, exhibits a 2.1σdeviation from the Standard Model expectation. The Wilson Coefficients$$ {\mathcal{C}}_{10} $$C10,$$ {\mathcal{C}}_9^{\prime } $$C9and$$ {\mathcal{C}}_{10}^{\prime } $$C10are all in better agreement than$$ {\mathcal{C}}_9 $$C9with the Standard Model and the global significance is at the level of 1.5σ. The model used also accounts for nonlocal contributions fromB0→ K*0[τ+τ→ μ+μ] rescattering, resulting in the first direct measurement of thebsττvector effective-coupling$$ {\mathcal{C}}_{9\tau } $$C9τ.

 
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Award ID(s):
2310073
PAR ID:
10552191
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
JHEP
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
9
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A<sc>bstract</sc>

    A search for the fully reconstructed$$ {B}_s^0 $$Bs0→ μ+μγdecay is performed at the LHCb experiment using proton-proton collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 5.4 fb1. No significant signal is found and upper limits on the branching fraction in intervals of the dimuon mass are set$$ {\displaystyle \begin{array}{cc}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)<4.2\times {10}^{-8},& m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[2{m}_{\mu },1.70\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\\ {}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)<7.7\times {10}^{-8},&\ m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[\textrm{1.70,2.88}\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\\ {}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)<4.2\times {10}^{-8},& m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[3.92,{m}_{B_s^0}\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\end{array}} $$BBs0μ+μγ<4.2×108,mμ+μ2mμ1.70GeV/c2,BBs0μ+μγ<7.7×108,mμ+μ1.70, 2.88GeV/c2,BBs0μ+μγ<4.2×108,mμ+μ3.92mBs0GeV/c2,

    at 95% confidence level. Additionally, upper limits are set on the branching fraction in the [2mμ,1.70] GeV/c2dimuon mass region excluding the contribution from the intermediateϕ(1020) meson, and in the region combining all dimuon-mass intervals.

     
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  2. A<sc>bstract</sc>

    We present a search for the lepton-flavor-violating decays$$ {B}_s^0 $$Bs0τ±, where=e, μ, using the full data sample of 121 fb1collected at the Υ(5S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energye+ecollider. We use$$ {B}_s^0{\overline{B}}_s^0 $$Bs0B¯s0events in which one$$ {B}_s^0 $$Bs0meson is reconstructed in a semileptonic decay mode and the other in the signal mode. We find no evidence for$$ {B}_s^0 $$Bs0→ ℓτ±decays and set upper limits on their branching fractions at 90% confidence level as$$ \mathcal{B} $$B($$ {B}_s^0 $$Bs0→ eτ±)<14×104and$$ \mathcal{B} $$B($$ {B}_s^0 $$Bs0→ μτ±)<7.3×104. Our result represents the first upper limit on the$$ {B}_s^0 $$Bs0→ eτ±decay rate.

     
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  3. Abstract

    The crystal structure and bonding environment of K2Ca(CO3)2bütschliite were probed under isothermal compression via Raman spectroscopy to 95 GPa and single crystal and powder X-ray diffraction to 12 and 68 GPa, respectively. A second order Birch-Murnaghan equation of state fit to the X-ray data yields a bulk modulus,$${K}_{0}=46.9$$K0=46.9GPa with an imposed value of$${K}_{0}^{\prime}= 4$$K0=4for the ambient pressure phase. Compression of bütschliite is highly anisotropic, with contraction along thec-axis accounting for most of the volume change. Bütschliite undergoes a phase transition to a monoclinicC2/mstructure at around 6 GPa, mirroring polymorphism within isostructural borates. A fit to the compression data of the monoclinic phase yields$${V}_{0}=322.2$$V0=322.2 Å3$$,$$,$${K}_{0}=24.8$$K0=24.8GPa and$${K}_{0}^{\prime}=4.0$$K0=4.0using a third order fit; the ability to access different compression mechanisms gives rise to a more compressible material than the low-pressure phase. In particular, compression of theC2/mphase involves interlayer displacement and twisting of the [CO3] units, and an increase in coordination number of the K+ion. Three more phase transitions, at ~ 28, 34, and 37 GPa occur based on the Raman spectra and powder diffraction data: these give rise to new [CO3] bonding environments within the structure.

     
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  4. A<sc>bstract</sc>

    The polarization ofτleptons is measured using leptonic and hadronicτlepton decays in Z →τ+τevents in proton-proton collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV recorded by CMS at the CERN LHC with an integrated luminosity of 36.3 fb1. The measuredτlepton polarization at the Z boson mass pole is$$ {\mathcal{P}}_{\tau}\left(\textrm{Z}\right) $$PτZ= −0.144 ± 0.006 (stat) ± 0.014 (syst) = −0.144 ± 0.015, in good agreement with the measurement of theτlepton asymmetry parameter ofAτ= 0.1439 ± 0.0043 =$$ -{\mathcal{P}}_{\tau}\left(\textrm{Z}\right) $$PτZat LEP. Theτlepton polarization depends on the ratio of the vector to axial-vector couplings of theτleptons in the neutral current expression, and thus on the effective weak mixing angle sin2$$ {\theta}_{\textrm{W}}^{\textrm{eff}} $$θWeff, independently of the Z boson production mechanism. The obtained value sin2$$ {\theta}_{\textrm{W}}^{\textrm{eff}} $$θWeff= 0.2319 ± 0.0008(stat) ± 0.0018(syst) = 0.2319 ± 0.0019 is in good agreement with measurements ate+ecolliders.

     
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  5. A<sc>bstract</sc>

    We report the first measurement of the inclusivee+e$$ b\overline{b} $$bb¯$$ {D}_s^{\pm } $$Ds±Xande+e$$ b\overline{b} $$bb¯→ D0/$$ {\overline{D}}^0 $$D¯0Xcross sections in the energy range from 10.63 to 11.02 GeV. Based on these results, we determineσ(e+e$$ {B}_s^0{\overline{B}}_s^0 $$Bs0B¯s0X) andσ(e+e$$ B\overline{B} $$BB¯X) in the same energy range. We measure the fraction of$$ {B}_s^0 $$Bs0events at Υ(10860) to befs= ($$ {22.0}_{-2.1}^{+2.0} $$22.02.1+2.0)%. We determine also the ratio of the$$ {B}_s^0 $$Bs0inclusive branching fractions$$ \mathcal{B} $$B($$ {B}_s^0 $$Bs0→ D0/$$ {\overline{D}}^0 $$D¯0X)/$$ \mathcal{B} $$B($$ {B}_s^0 $$Bs0$$ {D}_s^{\pm } $$Ds±X) = 0.416 ± 0.018 ± 0.092. The results are obtained using the data collected with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energye+ecollider.

     
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