Search for $${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} $$ decays and measurement of the branching fraction ratio $${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} )$$


Aaij, R ORCID: 0000-0003-0533-1952, Abdelmotteleb, ASW ORCID: 0000-0001-7905-0542, Beteta, C Abellan, Abudinén, F ORCID: 0000-0002-6737-3528, Ackernley, T ORCID: 0000-0002-5951-3498, Adeva, B ORCID: 0000-0001-9756-3712, Adinolfi, M ORCID: 0000-0002-1326-1264, Adlarson, P ORCID: 0000-0001-6280-3851, Agapopoulou, C ORCID: 0000-0002-2368-0147, Aidala, CA ORCID: 0000-0001-9540-4988 et al (show 1088 more authors) (2024) Search for $${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} $$ decays and measurement of the branching fraction ratio $${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} )$$. The European Physical Journal C, 84 (5). 468-. ISSN 1434-6044, 1434-6052

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

Abstract

<jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>The first search for nonresonant <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decays is reported. The analysis uses proton–proton collision data collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 9<jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$\,\text {fb} ^{-1}$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:msup> <mml:mtext>fb</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>. No evidence for an excess of signal events over background is observed and an upper limit is set on the branching fraction ratio <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} ) &lt; 2.1\times 10^{-4}$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>2.1</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> at <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$90\%$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>90</mml:mn> <mml:mo>%</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> confidence level. Additionally, an updated measurement of the ratio of the <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> branching fractions is reported. The ratio <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} )$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> is measured to be <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$0.254\pm 0.018 \pm 0.003 \pm 0.005$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>0.254</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.018</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.003</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.005</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, where the first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third is due to the uncertainties on the branching fractions of the leptonic <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$${J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>  and <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$\psi {(2S)}$$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>  decays. This measurement is the most precise to date and is consistent with previous LHCb results.</jats:p>

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: 5107 Particle and High Energy Physics, 51 Physical Sciences
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 26 Jun 2024 14:49
Last Modified: 09 Dec 2024 16:19
DOI: 10.1140/epjc/s10052-024-12669-x
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1140/epjc...
Related URLs:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3182436
Altmetric
Share
CORE (COnnecting REpositories)