Title: Test of Lepton Flavor Universality with Bs0→ϕℓ+ℓ− Decays
Lepton flavor universality in rare b s transitions is tested for the first time using B s 0 meson decays. The measurements are performed using p p collision data collected by the LHCb experiment between 2011 and 2018, corresponding to a total integrated luminosity of 9 fb 1 . Branching fraction ratios between the B s 0 ϕ e + e and B s 0 ϕ μ + μ decays are measured in three regions of dilepton mass squared, q 2 , with 0.1 < q 2 < 1.1 , 1.1 < q 2 < 6.0 , and 15 < q 2 < 19 GeV 2 / c 4 . The results agree with the standard model expectation of lepton flavor universality. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN  more » « less
Award ID(s):
2411639 1803004 2310073
PAR ID:
10615049
Author(s) / Creator(s):
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more » ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
aps
Date Published:
Journal Name:
Physical Review Letters
Volume:
134
Issue:
12
ISSN:
0031-9007
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. The first test of lepton flavor universality between muons and electrons using B + K + π + π + ( = e , μ ) decays is presented. The measurement is performed with data from proton-proton collisions collected by the LHCb experiment at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb 1 . The ratio of branching fractions between B + K + π + π e + e and B + K + π + π μ + μ decays is measured in the dilepton invariant-mass-squared range 1.1 < q 2 < 7.0 GeV 2 / c 4 and is found to be R K π π 1 = 1.3 1 0.17 + 0.18 ( stat ) 0.09 + 0.12 ( syst ) , in agreement with the standard model prediction. The first observation of the B + K + π + π e + e decay is also reported. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
    more » « less
  2. An amplitude analysis of B D D 0 K S 0 decays is performed using proton-proton collision data, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb 1 , collected with the LHCb detector at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. A resonant structure of spin-parity 0 + is observed in the D 0 K S 0 invariant-mass spectrum with a significance of 5.3 σ . The mass and width of the state, modeled with a Breit-Wigner line shape, are determined to be 2883 ± 11 ± 8 MeV / c 2 and 87 47 + 22 ± 17 MeV , respectively, where the first uncertainties are statistical and the second systematic. These properties and the quark content are consistent with those of the open-charm tetraquark candidate T c s 0 * ( 2870 ) 0 observed previously in the D + K final state of the B D D + K decay. This result confirms the existence of the T c s 0 * ( 2870 ) 0 state in a new decay mode. The T c s 1 * ( 2900 ) 0 state, reported in the B D D + K decay, is also searched for in the D 0 K S 0 invariant-mass spectrum of the B D D 0 K S 0 decay, without finding evidence for it. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
    more » « less
  3. The branching fraction of the decay B + ψ ( 2 S ) ϕ ( 1020 ) K + , relative to the topologically similar decay B + J / ψ ϕ ( 1020 ) K + , is measured using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb 1 . The ratio is found to be 0.061 ± 0.004 ± 0.009 , where the first uncertainty is statistical and the second systematic. Using the world-average branching fraction for B + J / ψ ϕ ( 1020 ) K + , the branching fraction for the decay B + ψ ( 2 S ) ϕ ( 1020 ) K + is found to be ( 3.0 ± 0.2 ± 0.5 ± 0.2 ) × 10 6 , where the first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third is due to the branching fraction of the normalization channel. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
    more » « less
  4. A comprehensive study of the angular distributions in the bottom-baryon decays Λ b 0 Λ c + h ( h = π , K ) , followed by Λ c + Λ h + with Λ p π or Λ c + p K S 0 decays, is performed using a data sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 9 fb 1 collected by the LHCb experiment at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. The decay parameters and the associated charge-parity ( C P ) asymmetries are measured, with no significant C P violation observed. For the first time, the Λ b 0 Λ c + h decay parameters are measured. The most precise measurements of the decay parameters α , β , and γ are obtained for Λ c + decays and an independent measurement of the decay parameters for the strange-baryon Λ decay is provided. The results deepen our understanding of weak decay dynamics in baryon decays. © 2024 CERN, for the LHCb Collaboration2024CERN 
    more » « less
  5. A study is presented of B + K S 0 K π + K + and B + K S 0 K + π K + decays based on the analysis of proton-proton collision data collected with the LHCb detector at center-of-mass energies of 7, 8 and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb 1 . The K S 0 K π invariant-mass distributions of both B + decay modes show, in the m ( K S 0 K π ) < 1.85 GeV mass region, large activity which is resolved using an amplitude analysis. A simple model, where J P C amplitudes are described by multiple Breit-Wigner functions with appropriate angular distributions, provides a good description of the experimental data. In this approach a complex mixture of J P C = 0 + , 1 + + and 1 + amplitudes is observed that is dominated by η ( 1405 ) , η ( 1470 ) , η ( 1760 ) , f 1 ( 1285 ) , f 1 ( 1420 ) and h 1 ( 1405 ) resonances. The K S 0 K π Dalitz plots are dominated by asymmetric crossing K * K ¯ bands which are different for the two B + decay modes. This is due to a different interference pattern between the 1 + + and 1 + amplitudes in the two channels. Branching fractions are measured for each resonant contribution. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
    more » « less