Observation of the decays $$ {B}_{(s)}^0 $$ → Ds1(2536)∓K±



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Afsharnia, H, Agapopoulou, C
et al (show 1097 more authors) (2023) Observation of the decays $$ {B}_{(s)}^0 $$ → Ds1(2536)∓K±. Journal of High Energy Physics, 2023 (10). 106-.

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>This paper reports the observation of the decays <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}_{(s)}^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> → <jats:italic>D</jats:italic><jats:sub><jats:italic>s</jats:italic>1</jats:sub>(2536)<jats:sup>∓</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup><jats:italic>±</jats:italic></jats:sup> using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>. The branching fractions of these decays are measured relative to the normalisation channel <jats:italic>B</jats:italic><jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>→</jats:italic><jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ \overline{D} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula><jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup>+</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup>. The <jats:italic>D</jats:italic><jats:sub><jats:italic>s</jats:italic>1</jats:sub>(2536)<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> meson is reconstructed in the <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ \overline{D} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula><jats:sup>*</jats:sup>(2007)<jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> decay channel and the products of branching fractions are measured to be<jats:disp-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {D}_{s1}{(2536)}^{\mp }{K}^{\pm}\right)\times \mathcal{B}\left({D}_{s1}{(2536)}^{-}\to {\overline{D}}^{\ast }{(2007)}^0{K}^{-}\right)\\ {}=\left(2.49\pm 0.11\pm 0.12\pm 0.25\pm 0.06\right)\times {10}^{-5},\\ {}\mathcal{B}\left({B}^0\to {D}_{s1}{(2536)}^{\mp }{K}^{\pm}\right)\times \mathcal{B}\left({D}_{s1}{(2536)}^{-}\to {\overline{D}}^{\ast }{(2007)}^0{K}^{-}\right)\\ {}=\left(0.510\pm 0.021\pm 0.036\pm 0.050\right)\times {10}^{-5}.\end{array}} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2536</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2536</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2007</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2.49</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.11</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.12</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.25</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.06</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mi>B</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:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2536</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2536</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mfenced> <mml:mn>2007</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>0.510</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.021</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.036</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.050</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math></jats:alternatives></jats:disp-formula></jats:p><jats:p>The first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third arises from the uncertainty of the branching fraction of the <jats:italic>B</jats:italic><jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>→</jats:italic><jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ \overline{D} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula><jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup>+</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> normalisation channel. The last uncertainty in the <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}_s^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> result is due to the limited knowledge of the fragmentation fraction ratio, <jats:italic>f</jats:italic><jats:sub><jats:italic>s</jats:italic></jats:sub>/<jats:italic>f</jats:italic><jats:sub><jats:italic>d</jats:italic></jats:sub>. The significance for the <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}_s^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and <jats:italic>B</jats:italic><jats:sup>0</jats:sup> signals is larger than 10 <jats:italic>σ</jats:italic>. The ratio of the helicity amplitudes which governs the angular distribution of the <jats:italic>D</jats:italic><jats:sub><jats:italic>s</jats:italic>1</jats:sub>(2536)<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup><jats:italic>→</jats:italic><jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ \overline{D} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula><jats:sup>*</jats:sup>(2007)<jats:sup>0</jats:sup><jats:italic>K</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> decay is determined from the data. The ratio of the <jats:italic>S</jats:italic>- and <jats:italic>D</jats:italic>-wave amplitudes is found to be 1.11 <jats:italic>±</jats:italic> 0.15 <jats:italic>±</jats:italic> 0.06 and the phase difference between them 0.70 <jats:italic>±</jats:italic> 0.09 <jats:italic>±</jats:italic> 0.04 rad, where the first uncertainty is statistical and the second systematic.</jats:p>

Item Type: Article
Divisions: Faculty of Science and Engineering > School of Physical Sciences
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 30 Nov 2023 12:45
Last Modified: 15 Mar 2024 01:56
DOI: 10.1007/jhep10(2023)106
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related URLs:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3177090