Measurement of CP violation in B0 → D+D− and $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → $$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+}{\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{-} $$ 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 1133 more authors) (2025) Measurement of CP violation in B0 → D+D− and $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → $$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+}{\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{-} $$ decays. Journal of High Energy Physics, 2025 (1). 61-. 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 time-dependent, flavour-tagged measurement of <jats:italic>CP</jats:italic> violation is performed with <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> <jats:italic>→ D</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> <jats:italic>D</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> and <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:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}_s^{+}{D}_s^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays, using data collected by the LHCb detector in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 6 fb<jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic>1</jats:sup>. In <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> <jats:italic>→ D</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> <jats:italic>D</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> decays the <jats:italic>CP</jats:italic>-violation parameters are measured to be<jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{c}{S}_{D^{+}{D}^{-}}=-0.552\pm 0.100\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.010\left(\textrm{syst}\right),\\ {}{C}_{D^{+}{D}^{-}}=0.128\pm 0.103\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.010\left(\textrm{syst}\right).\end{array}} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.552</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.100</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>stat</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.010</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>syst</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:msub> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.128</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.103</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>stat</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.010</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>syst</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> </jats:p> <jats:p>In <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:inline-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {D}_s^{+}{D}_s^{-} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:inline-formula> decays the <jats:italic>CP</jats:italic>-violating parameter formulation in terms of <jats:italic>ϕ</jats:italic> <jats:sub> <jats:italic>s</jats:italic> </jats:sub> and <jats:italic>|λ|</jats:italic> results in<jats:disp-formula> <jats:alternatives> <jats:tex-math>$$ {\displaystyle \begin{array}{c}{\phi}_s=-0.086\pm 0.106\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.028\left(\textrm{syst}\right)\textrm{rad},\\ {}\mid {\lambda}_{D_s^{+}{D}_s^{-}}\mid =1.145\pm 0.126\left(\textrm{stat}\right)\pm 0.031\left(\textrm{syst}\right).\end{array}} $$</jats:tex-math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:msub> <mml:mi>ϕ</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.086</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.106</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>stat</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.028</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>syst</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mi>rad</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mo>∣</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>λ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:msubsup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mo>−</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>∣</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1.145</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.126</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>stat</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.031</mml:mn> <mml:mfenced> <mml:mtext>syst</mml:mtext> </mml:mfenced> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </jats:alternatives> </jats:disp-formula> </jats:p> <jats:p>These results represent the most precise single measurement of the <jats:italic>CP</jats:italic>-violation parameters in their respective channels. For the first time in a single measurement, <jats:italic>CP</jats:italic> symmetry is observed to be violated in <jats:italic>B</jats:italic> <jats:sup>0</jats:sup> <jats:italic>→ D</jats:italic> <jats:sup>+</jats:sup> <jats:italic>D</jats:italic> <jats:sup> <jats:italic>−</jats:italic> </jats:sup> decays with a significance exceeding six standard deviations.</jats:p>

Item Type: Article
Uncontrolled Keywords: 5106 Nuclear and Plasma Physics, 5107 Particle and High Energy Physics, 4902 Mathematical Physics, 49 Mathematical Sciences, 51 Physical Sciences
Divisions: Faculty of Science and Engineering
Faculty of Science and Engineering > School of Engineering
Faculty of Science and Engineering > School of Physical Sciences
Depositing User: Symplectic Admin
Date Deposited: 05 Jun 2025 07:14
Last Modified: 12 Aug 2025 12:09
DOI: 10.1007/jhep01(2025)061
Open Access URL: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/JHEP...
Related Websites:
URI: https://livrepository.liverpool.ac.uk/id/eprint/3193082