Evidence for the decays B0 → $$ \overline{D} $$(*)0ϕ and updated measurements of the branching fractions of the $$ {B}_s^0 $$ → $$ \overline{D} $$(*)0ϕ decays



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Afsharnia, H, Agapopoulou, C
et al (show 1055 more authors) (2023) Evidence for the decays B0 → $$ \overline{D} $$(*)0ϕ and updated measurements of the branching fractions of the $$ {B}_s^0 $$ → $$ \overline{D} $$(*)0ϕ decays. Journal of High Energy Physics, 2023 (10). 123-. 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>Evidence for the decays <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>ϕ</jats:italic> and <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>ϕ</jats:italic> is reported with a significance of 3.6 <jats:italic>σ</jats:italic> and 4.3 <jats:italic>σ</jats:italic>, respectively. The analysis employs <jats:italic>pp</jats:italic> collision data at centre-of-mass energies <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> = 7, 8 and 13 TeV collected by the LHCb detector and corresponding to an integrated luminosity of 9 fb<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>. The branching fractions are measured to be<jats:disp-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{l}\mathcal{B}\left({B}^0\to {\overline{D}}^0\phi \right)=\left(7.7\pm 2.1\pm 0.7\pm 0.7\right)\times {10}^{-7},\\ {}\mathcal{B}\left({B}^0\to {\overline{D}}^{\ast 0}\phi \right)=\left(2.2\pm 0.5\pm 0.2\pm 0.2\right)\times {10}^{-6}.\end{array}} $$</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:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>7.7</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>2.1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.7</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.7</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>7</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:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2.2</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.5</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.2</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.2</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>6</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>In these results, the first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third is related to 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> decay, used for normalisation. By combining the branching fractions of the decays <jats:italic>B</jats:italic><jats:sup>0</jats:sup> → <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\overline{D}}^{\left(\ast \right)0}\phi $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mrow> <mml:mfenced> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and <jats:italic>B</jats:italic><jats:sup>0</jats:sup> → <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\overline{D}}^{\left(\ast \right)0}\omega $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mrow> <mml:mfenced> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mi>ω</mml:mi> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, the <jats:italic>ω</jats:italic>-<jats:italic>ϕ</jats:italic> mixing angle <jats:italic>δ</jats:italic> is constrained to be tan<jats:sup>2</jats:sup><jats:italic>δ</jats:italic> = (3<jats:italic>.</jats:italic>6 ± 0<jats:italic>.</jats:italic>7 ± 0<jats:italic>.</jats:italic>4) × 10<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>3</jats:sup>, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. An updated measurement of the branching fractions of 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> → <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\overline{D}}^{\left(\ast \right)0}\phi $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mrow> <mml:mfenced> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:mfenced> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decays, which can be used to determine the CKM angle <jats:italic>γ</jats:italic>, leads to<jats:disp-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\overline{D}}^0\phi \right)=\left(2.30\pm 0.10\pm 0.11\pm 0.20\right)\times {10}^{-5},\\ {}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\overline{D}}^{\ast 0}\phi \right)=\left(3.17\pm 0.16\pm 0.17\pm 0.27\right)\times {10}^{-5}.\end{array}} $$</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:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2.30</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.10</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.11</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.20</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:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> <mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>3.17</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.16</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.17</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.27</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>

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 15:12
Last Modified: 07 Dec 2024 23:40
DOI: 10.1007/jhep10(2023)123
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related URLs:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3182432