Observation of the $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → χc1(3872)π+π− decay



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Afsharnia, H, Agapopoulou, C
et al (show 1051 more authors) (2023) Observation of the $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → χc1(3872)π+π− decay. Journal of High Energy Physics, 2023 (7). 84-. 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>The first observation 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:italic>→</jats:italic> (<jats:italic>χ</jats:italic><jats:sub><jats:italic>c</jats:italic>1</jats:sub>(3872) <jats:italic>→ J/ψπ</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><jats:italic>π</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> decay is reported using proton-proton collision data, corresponding to integrated luminosities of 1, 2 and 6 fb<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>, collected by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7, 8 and 13 TeV, respectively. The ratio of branching fractions relative to 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:italic>→</jats:italic> (<jats:italic>ψ</jats:italic>(2<jats:italic>S</jats:italic>) <jats:italic>→ J/ψπ</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><jats:italic>π</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> decay is measured to be<jats:disp-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ \frac{\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\chi}_{c1}(3872){\pi}^{+}{\pi}^{-}\right)\times \mathcal{B}\left({\chi}_{c1}(3872)\to J/\psi {\pi}^{+}{\pi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({B}_s^0\to \psi (2S){\pi}^{+}{\pi}^{-}\right)\times \mathcal{B}\left(\psi (2S)\to J/\psi {\pi}^{+}{\pi}^{-}\right)}=\left(6.8\pm 1.1\pm 0.2\right)\times {10}^{-2}, $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfrac> <mml:mrow> <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>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:mn>3872</mml:mn> </mml:mfenced> <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:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>χ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mfenced> <mml:mn>3872</mml:mn> </mml:mfenced> <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:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> <mml:mrow> <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:mi>ψ</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <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:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <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:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:mfrac> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>6.8</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>1.1</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>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:math></jats:alternatives></jats:disp-formula></jats:p><jats:p>where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The mass spectrum of the <jats:italic>π</jats:italic><jats:sup>+</jats:sup><jats:italic>π</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup> system recoiling against the <jats:italic>χ</jats:italic><jats:sub><jats:italic>c</jats:italic>1</jats:sub>(3872) meson exhibits a large contribution from <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:italic>→ χ</jats:italic><jats:sub><jats:italic>c</jats:italic>1</jats:sub>(3872) (<jats:italic>f</jats:italic><jats:sub>0</jats:sub>(980) <jats:italic>→ π</jats:italic><jats:sup>+</jats:sup><jats:italic>π</jats:italic><jats:sup><jats:italic>−</jats:italic></jats:sup>) decays.</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: 27 Jun 2024 09:55
Last Modified: 08 Dec 2024 01:22
DOI: 10.1007/jhep07(2023)084
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related URLs:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3182458