Search for CP violation in the phase space of $$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{\pm }{\pi}^{\mp } $$ decays with the energy test



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Afsharnia, H, Agapopoulou, C
et al (show 1102 more authors) (2024) Search for CP violation in the phase space of $$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{\pm }{\pi}^{\mp } $$ decays with the energy test. Journal of High Energy Physics, 2024 (3). 107-. ISSN 1126-6708, 1029-8479

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 search for <jats:italic>CP</jats:italic> violation in <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{+}{\pi}^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> and <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{-}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays is reported. The search is performed using an unbinned model-independent method known as the energy test that probes local <jats:italic>CP</jats:italic> violation in the phase space of the decays. The data analysed correspond to an integrated luminosity of 5<jats:italic>.</jats:italic>4 fb<jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup> collected in proton-proton collisions by the LHCb experiment at a centre-of-mass energy of <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ \sqrt{s} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msqrt> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msqrt> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> = 13 TeV, amounting to approximately 950 thousand and 620 thousand signal candidates for the <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{-}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> and <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{+}{\pi}^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> modes, respectively. The method is validated using <jats:italic>D</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> → <jats:italic>K</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> <jats:italic>π</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> <jats:italic>π</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> <jats:italic>π</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> and <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{\pi}^{+}{\pi}^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays, where <jats:italic>CP</jats:italic>-violating effects are expected to be negligible, and using background-enhanced regions of the signal decays. The results are consistent with <jats:italic>CP</jats:italic> symmetry in both the <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{-}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> and the <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}^0\to {K}_S^0{K}^{+}{\pi}^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays, with <jats:italic>p</jats:italic>-values for the hypothesis of no <jats:italic>CP</jats:italic> violation of 70% and 66%, respectively.</jats:p>

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: 5106 Nuclear and Plasma Physics, 5107 Particle and High Energy Physics, 4902 Mathematical Physics, 49 Mathematical Sciences, 51 Physical Sciences
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 26 Jun 2024 15:39
Last Modified: 17 Mar 2025 14:41
DOI: 10.1007/jhep03(2024)107
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related Websites:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3182426