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This content will become publicly available on September 1, 2026

Title: GW250114: Testing Hawking’s Area Law and the Kerr Nature of Black Holes
The gravitational-wave signal GW250114 was observed by the two LIGO detectors with a network matched-filter signal-to-noise ratio of 80. The signal was emitted by the coalescence of two black holes with near-equal masses m 1 = 33.6 0.8 + 1.2 M and m 2 = 32.2 1.3 + 0.8 M , and small spins χ 1 , 2 0.26 (90% credibility) and negligible eccentricity e 0.03 . Postmerger data excluding the peak region are consistent with the dominant quadrupolar ( = | m | = 2 ) mode of a Kerr black hole and its first overtone. We constrain the modes’ frequencies to ± 30 % of the Kerr spectrum, providing a test of the remnant’s Kerr nature. We also examine Hawking’s area law, also known as the second law of black hole mechanics, which states that the total area of the black hole event horizons cannot decrease with time. A range of analyses that exclude up to five of the strongest merger cycles confirm that the remnant area is larger than the sum of the initial areas to high credibility.  more » « less
Award ID(s):
2308615 2209655 2309161
PAR ID:
10650616
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
APS
Date Published:
Journal Name:
Physical Review Letters
Volume:
135
Issue:
11
ISSN:
0031-9007
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract We measure the correlation between black hole massMBHand host stellar massM*for a sample of 38 broad-line quasars at 0.2 ≲z≲ 0.8 (median redshiftzmed= 0.5). The black hole masses are derived from a dedicated reverberation mapping program for distant quasars, and the stellar masses are derived from two-band optical+IR Hubble Space Telescope imaging. Most of these quasars are well centered within ≲1 kpc from the host galaxy centroid, with only a few cases in merging/disturbed systems showing larger spatial offsets. Our sample spans two orders of magnitude in stellar mass (∼109–1011M) and black hole mass (∼107–109M) and reveals a significant correlation between the two quantities. We find a best-fit intrinsic (i.e., selection effects corrected)MBH–M*,hostrelation of log ( M BH / M ) = 7.01 0.33 + 0.23 + 1.74 0.64 + 0.64 log ( M * , host / 10 10 M ) , with an intrinsic scatter of 0.47 0.17 + 0.24 dex. Decomposing our quasar hosts into bulges and disks, there is a similarMBH–M*,bulgerelation with slightly larger scatter, likely caused by systematic uncertainties in the bulge–disk decomposition. TheMBH–M*,hostrelation atzmed= 0.5 is similar to that in local quiescent galaxies, with negligible evolution over the redshift range probed by our sample. With direct black hole masses from reverberation mapping and the large dynamical range of the sample, selection biases do not appear to affect our conclusions significantly. Our results, along with other samples in the literature, suggest that the locally measured black hole mass–host stellar mass relation is already in place atz∼ 1. 
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  2. We search for excited charmed baryons in the Λ c + η system using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 980 fb 1 . The data were collected by the Belle detector at the KEKB e + e asymmetric-energy collider. No significant signals are found in the Λ c + η mass spectrum, including the known Λ c ( 2880 ) + and Λ c ( 2940 ) + . Clear Λ c ( 2880 ) + and Λ c ( 2940 ) + signals are observed in the p D 0 mass spectrum. We set upper limits at 90% credibility level on ratios of branching fractions of Λ c ( 2880 ) + and Λ c ( 2940 ) + decaying to Λ c + η relative to Σ c ( 2455 ) π of < 0.13 for the Λ c ( 2880 ) + and < 1.11 for the Λ c ( 2940 ) + . We measure ratios of branching fractions of Λ c ( 2880 ) + and Λ c ( 2940 ) + decaying to p D 0 relative to Σ c ( 2455 ) π of 0.75 ± 0.03 ( stat ) ± 0.07 ( syst ) for the Λ c ( 2880 ) + and 3.59 ± 0.21 ( stat ) ± 0.56 ( syst ) for the Λ c ( 2940 ) + . Published by the American Physical Society2024 
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  3. 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 
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  4. We report the first evidence for the h b ( 2 P ) ϒ ( 1 S ) η transition with a significance of 3.5 standard deviations. The decay branching fraction is measured to be B [ h b ( 2 P ) ϒ ( 1 S ) η ] = ( 7.1 3.2 + 3.7 ± 0.8 ) × 10 3 , which is noticeably smaller than expected. We also set upper limits on π 0 transitions of B [ h b ( 2 P ) ϒ ( 1 S ) π 0 ] < 1.8 × 10 3 , and B [ h b ( 1 P ) ϒ ( 1 S ) π 0 ] < 1.8 × 10 3 , at the 90% confidence level. These results are obtained with a 131.4 fb 1 data sample collected near the ϒ ( 5 S ) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e + e collider. Published by the American Physical Society2024 
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  5. The first observation of the decay Ξ b ψ ( 2 S ) Ξ and measurement of the branching ratio of Ξ b ψ ( 2 S ) Ξ to Ξ b J / ψ Ξ are presented. The J / ψ and ψ ( 2 S ) mesons are reconstructed using their dimuon decay modes. The results are based on proton-proton colliding beam data from the LHC collected by the CMS experiment at s = 13 TeV in 2016–2018, corresponding to an integrated luminosity of 140 fb 1 . The branching fraction ratio is measured to be B ( Ξ b ψ ( 2 S ) Ξ ) / B ( Ξ b J / ψ Ξ ) = 0.8 4 0.19 + 0.21 ( stat ) ± 0.10 ( syst ) ± 0.02 ( B ) , where the last uncertainty comes from the uncertainties in the branching fractions of the charmonium states. New measurements of the Ξ b ( 5945 ) 0 baryon mass and natural width are also presented, using the Ξ b π + final state, where the Ξ b baryon is reconstructed through the decays J / ψ Ξ , ψ ( 2 S ) Ξ , J / ψ Λ K , and J / ψ Σ 0 K . Finally, the fraction of Ξ b baryons produced from Ξ b ( 5945 ) 0 decays is determined. © 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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