Search for the $$ {B}_s^0 $$ → μ+μ−γ decay



Aaij, R, Abdelmotteleb, ASW, Abellan Beteta, C, Abudinén, F, Ackernley, T, Adefisoye, AA, Adeva, B, Adinolfi, M, Adlarson, P, Agapopoulou, C
et al (show 1082 more authors) (2024) Search for the $$ {B}_s^0 $$ → μ+μ−γ decay. Journal of High Energy Physics, 2024 (7). 101-. 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 the fully reconstructed <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>→ μ</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> <jats:italic>μ</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> <jats:italic>γ</jats:italic> decay is performed at the LHCb experiment using proton-proton collisions at <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 corresponding to an integrated luminosity of 5<jats:italic>.</jats:italic>4 fb<jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>. No significant signal is found and upper limits on the branching fraction in intervals of the dimuon mass are set<jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{cc}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)&lt;4.2\times {10}^{-8},&amp; m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[2{m}_{\mu },1.70\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\\ {}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)&lt;7.7\times {10}^{-8},&amp;\ m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[\textrm{1.70,2.88}\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\\ {}\mathcal{B}\left({B}_s^0\to {\mu}^{+}{\mu}^{-}\gamma \right)&lt;4.2\times {10}^{-8},&amp; m\left({\mu}^{+}{\mu}^{-}\right)\in \left[3.92,{m}_{B_s^0}\right]\textrm{GeV}/{c}^2,\end{array}} $$</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:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>γ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>4.2</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>8</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mfenced> <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:mfenced> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> <mml:mn>1.70</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mi>GeV</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </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:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>γ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>7.7</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>8</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mspace/> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mfenced> <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:mfenced> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>1.70, 2.88</mml:mn> </mml:mfenced> <mml:mi>GeV</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </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:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>γ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>4.2</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>8</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mfenced> <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:mfenced> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mn>3.92</mml:mn> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:msub> </mml:mfenced> <mml:mi>GeV</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> </jats:p> <jats:p>at 95% confidence level. Additionally, upper limits are set on the branching fraction in the [2<jats:italic>m</jats:italic> <jats:sub> <jats:italic>μ</jats:italic> </jats:sub> <jats:italic>,</jats:italic> 1<jats:italic>.</jats:italic>70] GeV<jats:italic>/c</jats:italic> <jats:sup>2</jats:sup> dimuon mass region excluding the contribution from the intermediate <jats:italic>ϕ</jats:italic>(1020) meson, and in the region combining all dimuon-mass intervals.</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: 05 Aug 2024 09:43
Last Modified: 17 Mar 2025 04:07
DOI: 10.1007/jhep07(2024)101
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related Websites:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3183319