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Title: Amplitude analysis of $$B^0 \rightarrow \eta _c(1S) K^+ \pi ^- $$ decays
Abstract An amplitude analysis of the$${{{B} ^0} \!\rightarrow {\eta _{c}} (1S) {{K} ^+} {{\pi } ^-}} $$ B0→ηc(1S)K+π- decays with$${\eta _{c}} (1S) \rightarrow {p} {\overline{{p}}} $$ ηc(1S)→pp¯ is performed using a sample corresponding to an integrated luminosity of 9$$\,\text {fb} ^{-1}$$ fb-1 of$$p $$ p $$p $$ p collision data collected by the LHCb detector at centre-of-mass energies of$$\sqrt{s}$$ s = 7, 8 and 13$$\,\text {Te\hspace{-1.00006pt}V}$$ TeV . The data are described with a model including only intermediate contributions from known$${K} ^{*0}$$ K ∗0 resonances. Evidence for an exotic resonance in the$${\eta _{c}} (1S) {{\pi } ^-} $$ ηc(1S)π- system, reported in a previous analysis of this decay channel, is not confirmed. The inclusive branching fraction of the$${{B} ^0} \rightarrow {\eta _{c}} (1S) {{K} ^+} {{\pi } ^-} $$ B0→ηc(1S)K+π- decays is measured to be$$\begin{aligned}&\mathcal {B}({{B} ^0} \rightarrow {\eta _{c}} (1S) {{K} ^+} {{\pi } ^-}) \\&\quad = (5.82 \pm 0.20 \pm 0.23 \pm 0.55) \times 10^{-4}, \end{aligned}$$ B(B0→ηc(1S)K+π-) =(5.82±0.20±0.23±0.55)×10-4, where the first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third arises from the limited knowledge of external branching fractions.  more » « less
Award ID(s):
2411639
PAR ID:
10713153
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
eps
Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
86
Issue:
5
ISSN:
1434-6052
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract A search for the very rare$$B^{*0}\rightarrow \mu ^+\mu ^-$$ B ∗0 →μ+μ- and$$B_{s}^{*0}\rightarrow \mu ^+\mu ^-$$ Bs ∗0 →μ+μ- decays is conducted by analysing the$$B_c^+\rightarrow \pi ^+\mu ^+\mu ^-$$ Bc+→π+μ+μ- process. The analysis uses proton-proton collision data collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 9$$\text {\,fb}^{-1}$$ \,fb-1 . The signal signatures correspond to simultaneous peaks in the$$\mu ^+\mu ^-$$ μ+μ- and$$\pi ^+\mu ^+\mu ^-$$ π+μ+μ- invariant masses. No evidence for an excess of events over background is observed for either signal decay mode. Upper limits at the$$90\%$$ 90% confidence level are set on the branching fractions relative to that for$$B_c^+\rightarrow J\hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi \pi ^+$$ Bc+→J/ψπ+ decays,$$\begin{aligned} \mathcal{R}_{B^{*0}(\mu ^+\mu ^-)\pi ^+/J\hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi \pi ^+}&< 3.8\times 10^{-5}\ \text { and }\\ \mathcal{R}_{B_{s}^{*0}(\mu ^+\mu ^-)\pi ^+/J\hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi \pi ^+}&< 5.0\times 10^{-5}. \end{aligned}$$ R B ∗0 (μ+μ-)π+/J/ψπ+ <3.8×10-5and R Bs ∗0 (μ+μ-)π+/J/ψπ+ <5.0×10-5.  
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract The first observation of the$${{{{\varXi } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} {{\pi } ^+} }}$$ Ξb0 → J/ψ Ξ-π+ decay and the most precise measurement of the branching fraction of the$${{{\varLambda } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} {{K} ^+} }$$ Λb0 → J/ψ Ξ-K+ decay are reported, using proton-proton collision data from the LHCb experiment collected in 2016–2018 at a centre-of-mass energy of 13$$\text {\,Te\hspace{-1.00006pt}V}$$ \,TeV , corresponding to an integrated luminosity of 5.4$$\text {\,fb} ^{-1}$$ \,fb-1 . Using the$${{{{\varLambda } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {\varLambda } }}$$ Λb0 → J/ψ Λ and$${{{{\varXi } ^-_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} }}$$ Ξb- → J/ψ Ξ- decays as normalisation channels, the ratios of branching fractions are measured to be$$\begin{aligned} {\frac{{{\mathcal {B}}}({{{\varLambda } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} {{K} ^+} })}{{{\mathcal {B}}}({{{{\varLambda } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {\varLambda } }})}}&= (1.17 \pm 0.14 \pm 0.08)\times 10^{-2} \, ,\\ {\frac{{{\mathcal {B}}}({{{{\varXi } ^0_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} {{\pi } ^+} }})}{{{\mathcal {B}}}({{{{\varXi } ^-_{b}} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\varXi } ^-} }})}}&= (11.9 \pm 1.4 \pm 0.6)\times 10^{-2}\, , \end{aligned}$$ B( Λb0 → J/ψ Ξ-K+ ) B( Λb0 → J/ψ Λ ) =(1.17±0.14±0.08)×10-2, B( Ξb0 → J/ψ Ξ-π+ ) B( Ξb- → J/ψ Ξ- ) =(11.9±1.4±0.6)×10-2, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. 
    more » « less
  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> We present a study of$$ {\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\pi}^0 $$ Ξc0→Ξ0π0 ,$$ {\Xi}_c^0\to {\Xi}^0\eta $$ Ξc0→Ξ0η , and$$ {\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\eta}^{\prime } $$ Ξc0→Ξ0η′ decays using the Belle and Belle II data samples, which have integrated luminosities of 980 fb−1and 426 fb−1, respectively. We measure the following relative branching fractions$$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\pi}^0\right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.48\pm 0.02\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.03\left(\textrm{syst}\right),\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0\eta \right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.11\pm 0.01\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.01\left(\textrm{syst}\right),\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\eta}^{\prime}\right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.08\pm 0.02\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.01\left(\textrm{syst}\right)\end{array}} $$ B Ξc0→Ξ0π0 /B Ξc0→Ξ−π+ =0.48±0.02stat±0.03syst, B Ξc0→Ξ0η /B Ξc0→Ξ−π+ =0.11±0.01stat±0.01syst, B Ξc0→Ξ0η′ /B Ξc0→Ξ−π+ =0.08±0.02stat±0.01syst for the first time, where the uncertainties are statistical (stat) and systematic (syst). By multiplying by the branching fraction of the normalization mode,$$ \mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right) $$ B Ξc0→Ξ−π+ , we obtain the following absolute branching fraction results$$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\pi}^0\right)=\left(6.9\pm 0.3\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.5\left(\textrm{syst}\right)\pm 1.3\left(\operatorname{norm}\right)\right)\times {10}^{-3},\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0\eta \right)=\left(1.6\pm 0.2\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.2\left(\textrm{syst}\right)\pm 0.3\left(\operatorname{norm}\right)\right)\times {10}^{-3},\\ {}\mathcal{B}\left({\varXi}_c^0\to {\Xi}^0{\eta}^{\prime}\right)=\left(1.2\pm 0.3\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.1\left(\textrm{syst}\right)\pm 0.2\left(\operatorname{norm}\right)\right)\times {10}^{-3},\end{array}} $$ B Ξc0→Ξ0π0 = 6.9±0.3stat±0.5syst±1.3norm ×10−3, B Ξc0→Ξ0η = 1.6±0.2stat±0.2syst±0.3norm ×10−3, B Ξc0→Ξ0η′ = 1.2±0.3stat±0.1syst±0.2norm ×10−3, where the third uncertainties are from$$ \mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right) $$ B Ξc0→Ξ−π+ . The asymmetry parameter for$$ {\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\pi}^0 $$ Ξc0→Ξ0π0 is measured to be$$ \alpha \left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^0{\pi}^0\right)=-0.90\pm 0.15\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.23\left(\textrm{syst}\right) $$ α Ξc0→Ξ0π0 =−0.90±0.15stat±0.23syst . 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The lifetimes of the$$ {\varOmega}_c^0 $$ Ωc0 and$$ {\Xi}_c^0 $$ Ξc0 baryons are measured using appcollision dataset collected by the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The charm baryons are produced in the fully reconstructed decay chains$$ {\varOmega}_b^{-}\to {\varOmega}_c^0\left(\to p{K}^{-}{K}^{-}{\pi}^{+}\right){\pi}^{-} $$ Ωb−→Ωc0 →pK−K−π+ π− and$$ {\Xi}_b^{-}\to {\Xi}_c^0\left(\to p{K}^{-}{K}^{-}{\pi}^{+}\right){\pi}^{-} $$ Ξb−→Ξc0 →pK−K−π+ π− . The measurement uses topologically and kinematically similarB−→D0(→K−K+π−π+)π−decays for normalisation. The measured lifetimes are$$ {\displaystyle \begin{array}{c}{\tau}_{\varOmega_c^0}=276.3\pm 19.4\left(\textrm{stat}\right)\pm 1.8\left(\textrm{syst}\right)\pm 0.7\left({\tau}_{D^0}\right)\textrm{fs},\\ {}{\tau}_{\Xi_c^0}=149.2\pm 2.5\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.9\left(\textrm{syst}\right)\pm 0.4\ \left({\tau}_{D^0}\right)\textrm{fs},\end{array}} $$ τΩc0 =276.3±19.4stat±1.8syst±0.7 τD0 fs, τΞc0 =149.2±2.5stat±0.9syst±0.4 τD0 fs, where the first uncertainty is statistical, the second systematic and the third due to the uncertainty of theD0lifetime. These results are consistent with previous measurements performed by the LHCb experiment. 
    more » « less
  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> Branching fraction ratios between the decays$$ {B}_{(s)}^0\to J/\psi {\eta}^{\left(\prime \right)} $$ Bs0 →J/ψη′ are measured using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7, 8 and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The measured ratios of these branching fractions are$$ {\displaystyle \begin{array}{c}\frac{\mathcal{B}\left({B}^0\to J/{\psi \eta}^{\prime}\right)}{\mathcal{B}\left({B}^0\to J/\psi \eta \right)}=0.48\pm 0.06\pm 0.02\pm 0.01,\\ {}\frac{\mathcal{B}\left({B}_s^0\to J/{\psi \eta}^{\prime}\right)}{\mathcal{B}\left({B}_s^0\to J/\psi \eta \right)}=0.80\pm 0.02\pm 0.02\pm 0.01,\end{array}} $$ B B0→J/ψη′ B B0→J/ψη =0.48±0.06±0.02±0.01, B Bs0→J/ψη′ B Bs0→J/ψη =0.80±0.02±0.02±0.01, where the uncertainties are statistical, systematic and related to the precision of theη(′)branching fractions, respectively. They are used to constrain theη/η′ mixing angle,ϕP, and to probe the presence of a possible glueball component in theη′ meson, described by the gluonic mixing angleϕG. The obtained results are $$ {\displaystyle \begin{array}{c}{\phi}_{\textrm{P}}={\left({41.6}_{-1.2}^{+1.0}\right)}^{\circ },\\ {}{\phi}_{\textrm{G}}={\left({28.1}_{-4.0}^{+3.9}\right)}^{\circ },\end{array}} $$ ϕP= 41.6−1.2+1.0 ∘ , ϕG= 28.1−4.0+3.9 ∘ , where the uncertainties are statistically dominated. While the value ofϕPis compatible with existing experimental determinations and theoretical calculations, the angleϕGdiffers from zero by more than four standard deviations, which points to a substantial glueball component in theη′ meson and/or unexpectedly large contributions from gluon-mediated processes in these decays. The absolute branching fractions are also measured relative to that of the well-established$$ {B}_s^0\to J/\psi \phi $$ Bs0→J/ψϕ decay, which serves as the normalisation channel. These results supersede the previous LHCb measurements and are the most precise to date. 
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