Study of $$ {B}_c^{+}\to {\chi}_c{\pi}^{+} $$ decays



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adefisoye, AA, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Agapopoulou, C
et al (show 1085 more authors) (2024) Study of $$ {B}_c^{+}\to {\chi}_c{\pi}^{+} $$ decays. Journal of High Energy Physics, 2024 (2). 173-. 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 study of <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}_c^{+}\to {\chi}_c{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays is reported using proton-proton collision data, collected with the LHCb detector at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb<jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>. The decay <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}_c^{+}\to {\chi}_{c2}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> is observed for the first time, with a significance exceeding seven standard deviations. The relative branching fraction with respect to the <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}_c^{+}\to J/\psi {\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decay is measured to be<jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ \frac{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to {\chi}_{c2}{\pi}^{+}}}{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to J/\psi {\pi}^{+}}}=0.37\pm 0.06\pm 0.02\pm 0.01, $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfrac> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mfrac> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.37</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.06</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.01</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> </jats:p> <jats:p>where the first uncertainty is statistical, the second is systematic, and the third is due to the knowledge of the <jats:italic>χ</jats:italic> <jats:sub> <jats:italic>c</jats:italic>2</jats:sub> <jats:italic>→ J/ψγ</jats:italic> branching fraction. No significant <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}_c^{+}\to {\chi}_{c1}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> signal is observed and an upper limit for the relative branching fraction for the <jats:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {B}_c^{+}\to {\chi}_{c1}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <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>$$ {B}_c^{+}\to {\chi}_{c2}{\pi}^{+} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays of</jats:p> <jats:p> <jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ \frac{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to {\chi}_{c1}{\pi}^{+}}}{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to {\chi}_{c2}{\pi}^{+}}}=&lt;0.49 $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfrac> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mfrac> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>0.49</mml:mn> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> </jats:p> <jats:p>is set at the 90% confidence level.</jats:p>

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: 4902 Mathematical Physics, 5107 Particle and High Energy Physics, 49 Mathematical Sciences, 51 Physical Sciences
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 26 Jun 2024 15:34
Last Modified: 17 Mar 2025 12:35
DOI: 10.1007/jhep02(2024)173
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related Websites:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3182428