Measurement of <i>CP</i> violation in <i>B</i><SUP>0</SUP> → <i>J</i>/ψ <i>K</i><sub>S</sub><SUP>0</SUP> and <i>B</i><SUP>0</SUP> → ψ(2<i>S</i>) <i>K</i><sub>S</sub><SUP>0</SUP> decays



Aaij, R, Adeva, B, Adinolfi, M, Ajaltouni, Z, Akar, S, Albrecht, J, Alessio, F, Alexander, M, Albero, A Alfonso, Ali, S
et al (show 816 more authors) (2017) Measurement of <i>CP</i> violation in <i>B</i><SUP>0</SUP> → <i>J</i>/ψ <i>K</i><sub>S</sub><SUP>0</SUP> and <i>B</i><SUP>0</SUP> → ψ(2<i>S</i>) <i>K</i><sub>S</sub><SUP>0</SUP> decays. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2017 (11).

Access the full-text of this item by clicking on the Open Access link.

Abstract

<jats:title>A<jats:sc>bstract</jats:sc> </jats:title> <jats:p>A measurement is presented of decay-time-dependent <jats:italic>CP</jats:italic> violation in the decays <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> → <jats:italic>J</jats:italic>/<jats:italic>ψ K</jats:italic> <jats:sub>S</jats:sub> <jats:sup>0</jats:sup> and <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> → <jats:italic>ψ</jats:italic>(2<jats:italic>S</jats:italic>)<jats:italic>K</jats:italic> <jats:sub>S</jats:sub> <jats:sup>0</jats:sup> , where the <jats:italic>J</jats:italic>/<jats:italic>ψ</jats:italic> is reconstructed from two electrons and the <jats:italic>ψ</jats:italic>(2<jats:italic>S</jats:italic>) from two muons. The analysis uses a sample of pp collision data recorded with the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb<jats:sup>−1</jats:sup>. The <jats:italic>CP</jats:italic> -violation observables are measured to be <jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ \begin{array}{l}C\left({B}^0\to J/\psi \kern0.5em {K}_{\mathrm{S}}^0\right)=0.12\pm 0.07\pm 0.02,\\ {}S\left({B}^0\to J/\psi \kern0.5em {K}_{\mathrm{S}}^0\right)=0.83\pm 0.08\pm 0.01,\\ {}C\left({B}^0\to \psi (2S){K}_{\mathrm{S}}^0\right)=-0.05\pm 0.10\pm 0.01,\\ {}S\left({B}^0\to \psi (2S){K}_{\mathrm{S}}^0\right)=0.84\pm 0.10\pm 0.01,\end{array} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mspace /> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.12</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.07</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mspace /> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.83</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.08</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.05</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.10</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.84</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.10</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> <mml:mtext>,</mml:mtext> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> where <jats:italic>C</jats:italic> describes <jats:italic>CP</jats:italic> violation in the direct decay, and <jats:italic>S</jats:italic> describes <jats:italic>CP</jats:italic> violation in the interference between the amplitudes for the direct decay and for the decay after <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}^0-{\overline{B}}^0 $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> oscillation. The first uncertainties are statistical and the second are systematic. The two sets of results are compatible with the previous LHCb measurement using <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> → <jats:italic>J</jats:italic>/<jats:italic>ψ K</jats:italic> <jats:sub>S</jats:sub> <jats:sup>0</jats:sup> decays, where the <jats:italic>J</jats:italic>/<jats:italic>ψ</jats:italic> meson was reconstructed from two muons. The averages of all three sets of LHCb results are <jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ \begin{array}{l}C\left({B}^0\to \left[c\overline{c}\right]{K}_{\mathrm{S}}^0\right)=-0.017\pm 0.029,\\ {}S\left({B}^0\to \left[c\overline{c}\right]{K}_{\mathrm{S}}^0\right)=0.760\pm 0.034,\end{array} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mover> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.017</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.029</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mover> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.760</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.034</mml:mn> <mml:mtext>,</mml:mtext> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> under the assumption that higher-order contributions to the decay amplitudes are negligible. The uncertainties include statistical and systematic contributions. </jats:p>

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: B physics, CKM angle beta, CP violation, Flavor physics, Hadron-Hadron scattering (experiments)
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 12 Jan 2018 10:51
Last Modified: 17 Oct 2023 19:25
DOI: 10.1007/JHEP11(2017)170
Open Access URL: https://arxiv.org/pdf/1709.03944.pdf
Related URLs:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3015918