Measurement of the B0s → μ+μ- decay properties and search for the B0 → μ+μ- and B0s → μ+μ- γ decays

被引:81
作者
Aaij, R. [33 ]
Beteta, C. Abellan [51 ]
Ackernley, T. [61 ]
Adeva, B. [47 ]
Adinolfi, M. [55 ]
Afsharnia, H. [9 ]
Aidala, C. A. [69 ,88 ]
Aiola, S. [25 ]
Ajaltouni, Z. [9 ]
Akar, S. [66 ]
Albrecht, J. [15 ]
Alessio, F. [49 ]
Alexander, M. [60 ]
Alfonso Albero, A. [46 ]
Aliouche, Z. [63 ]
Alkhazov, G. [39 ]
Cartelle, P. Alvarez [56 ]
Amato, S. [2 ]
Amhis, Y. [11 ]
An, L. [49 ]
Anderlini, L. [22 ]
Andreianov, A. [39 ]
Andreotti, M. [21 ]
Archilli, F. [17 ]
Artamonov, A. [45 ]
Artuso, M. [69 ]
Arzymatov, K. [43 ]
Aslanides, E. [10 ]
Atzeni, M. [51 ]
Audurier, B. [12 ]
Bachmann, S. [17 ]
Bachmayer, M. [50 ]
Back, J. J. [57 ]
Baladron Rodriguez, P. [47 ]
Balagura, V [12 ]
Baldini, W. [21 ]
Leite, J. Baptista [1 ]
Barlow, R. J. [63 ]
Barsuk, S. [11 ]
Barter, W. [62 ]
Bartolini, M. [24 ,89 ]
Baryshnikov, F. [42 ,84 ]
Basels, J. M. [14 ]
Bassi, G. [30 ]
Batsukh, B. [69 ]
Battig, A. [15 ]
Bay, A. [50 ]
Becker, M. [15 ]
Bedeschi, F. [30 ]
Bediaga, I [1 ]
机构
[1] Ctr Brasileiro Pesquisas Fis CBPF, Rio De Janeiro, Brazil
[2] Univ Fed Rio de Janeiro UFRJ, Rio De Janeiro, Brazil
[3] Tsinghua Univ, Ctr High Energy Phys, Beijing 100084, Peoples R China
[4] Inst High Energy Phys IHEP, Beijing 100039, Peoples R China
[5] Peking Univ, Sch Phys, State Key Lab Nucl Phys & Technol, Beijing 100091, Peoples R China
[6] Univ Chinese Acad Sci, Beijing, Peoples R China
[7] Cent China Normal Univ, Inst Particle Phys, Wuhan, Hubei, Peoples R China
[8] Univ Savoie Mt Blanc, CNRS, IN2P3 LAPP, Annecy, France
[9] Univ Clermont Auvergne, LPC, CNRS IN2P3, Clermont Ferrand, France
[10] Aix Marseille Univ, CPPM, CNRS IN2P3, Marseille, France
[11] Univ Paris Saclay, IJCLab, CNRS IN2P3, Orsay, France
[12] Ecole Polytech, Lab Leprince Ringuet, Inst Polytech Paris, CNRS IN2P3, Palaiseau, France
[13] Sorbonne Univ, Paris Diderot Sorbonne Paris Cite, LPNHE, CNRS IN2P3, Paris, France
[14] Rhein Westfal TH Aachen, Phys Inst 1, Aachen, Germany
[15] Tech Univ Dortmund, Fak Phys, Dortmund, Germany
[16] Max Planck Inst Kernphys MPIK, Heidelberg, Germany
[17] Heidelberg Univ, Phys Inst, Heidelberg, Germany
[18] Univ Coll Dublin, Sch Phys, Dublin, Ireland
[19] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bari, Bari, Italy
[20] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bologna, Bologna, Italy
[21] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Ferrara, Ferrara, Italy
[22] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Firenze, Florence, Italy
[23] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Frascati, Frascati, Italy
[24] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Genova, Genoa, Italy
[25] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Milano, Milan, Italy
[26] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Milano Bicocca, Milan, Italy
[27] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Cagliari, Monserrato, Italy
[28] Univ Padua, Padua, Italy
[29] Ist Nazl Fis Nucl, Padua, Italy
[30] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, Pisa, Italy
[31] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma La Sapienza, Rome, Italy
[32] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma Tor Vergata, Rome, Italy
[33] Nikhef Natl Inst Subatom Phys, Amsterdam, Netherlands
[34] Vrije Univ Amsterdam, Amsterdam, Netherlands
[35] AGH Univ Sci & Technol, Fac Phys & Appl Comp Sci, Krakow, Poland
[36] Polish Acad Sci, Henryk Niewodniczanski Inst Nucl Phys, Krakow, Poland
[37] Natl Ctr Nucl Res NCBJ, Warsaw, Poland
[38] Horia Hulubei Natl Inst Phys & Nucl Engn, Bucharest, Romania
[39] NRC Kurchatov Inst PNPI NRC KI, Petersburg Nucl Phys Inst, Gatchina, Russia
[40] Russian Acad Sci INR RAS, Inst Nucl Res, Moscow, Russia
[41] Moscow State Univ SINP MSU, Inst Nucl Phys, Moscow, Russia
[42] NRC Kurchatov Inst ITEP NRC KI, Inst Theoret & Expt Phys, Moscow, Russia
[43] Yandex Sch Data Anal, Moscow, Russia
[44] Budker Inst Nucl Phys SB RAS, Novosibirsk, Russia
[45] NRC Kurchatov Inst IHEP NRC KI, Inst High Energy Phys, Protvino, Russia
[46] Univ Barcelona, ICCUB, Barcelona, Spain
[47] Univ Santiago de Compostela, Inst Galego Fis Altas Enerxias IGFAE, Santiago De Compostela, Spain
[48] Ctr Mixto Univ Valencia CSIC, Inst Fis Corpuscular, Valencia, Spain
[49] European Org Nucl Res CERN, Geneva, Switzerland
[50] Ecole Polytech Fed Lausanne EPFL, Inst Phys, Lausanne, Switzerland
关键词
PSI; J/PSI;
D O I
10.1103/PhysRevD.105.012010
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
An improved measurement of the decay B-s(0) -> mu(+)mu(-) and searches for the decays B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-)gamma are performed at the LHCb experiment using data collected in proton-proton collisions at root s = 7, 8 and 13 TeV, corresponding to integrated luminosities of 1, 2 and 6 fb(-1), respectively. The B-s(0) -> mu(+)mu(-) branching fraction and effective lifetime are measured to be B(B-s(0) -> mu(+)mu(-)) = (3.09(-0.43-0.11)(+0.46+0.15)) x 10(-9) and tau(B-s(0) -> mu(+)mu(-)) = (2.07 +/- 0.29 +/- 0.03) ps, respectively, where the uncertain-ties include both statistical and systematic contributions. No significant signal for B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-) gamma decays is found and the upper limits B(B-0 -> mu(+)mu(-)) < 2.6 x 10(-10) and B(B-s(0) -> mu(+)mu(-)gamma) 2.0 x 10(-9) at 95% confidence level are determined, where the latter is limited to the range m(mu mu) > 4.9 GeV/c(2). Additionally, the ratio between the B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-) branching fractions is measured to be R mu+mu- < 0.095 at 95% confidence level. The results are in agreement with the Standard Model predictions.
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Aaboud, M. ;
Aad, G. ;
Abbott, B. ;
Abdinov, O. ;
Abeloos, B. ;
Abhayasinghe, D. K. ;
Abidi, S. H. ;
AbouZeid, O. S. ;
Abraham, N. L. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Abulaiti, Y. ;
Acharya, B. S. ;
Adachi, S. ;
Adamczyk, L. ;
Adelman, J. ;
Adersberger, M. ;
Adiguzel, A. ;
Adye, T. ;
Affolder, A. A. ;
Afik, Y. ;
Agheorghiesei, C. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Ahmadov, F. ;
Aielli, G. ;
Akatsuka, S. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akilli, E. ;
Akimov, A. V. ;
Alberghi, G. L. ;
Albert, J. ;
Albicocco, P. ;
Alconada Verzini, M. J. ;
Alderweireldt, S. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alexa, C. ;
Alexopoulos, T. ;
Alhroob, M. ;
Ali, B. ;
Alimonti, G. ;
Alison, J. ;
Alkire, S. P. ;
Allaire, C. ;
Allbrooke, B. M. M. ;
Allen, B. W. ;
Allport, P. P. ;
Aloisio, A. ;
Alonso, A. ;
Alonso, F. .
JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2019, 2019 (04)
[2]   Precise measurement of the fs/fd ratio of fragmentation fractions and of Bs0 decay branching fractions [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Ackernley, T. ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Afsharnia, H. ;
Aidala, C. A. ;
Aiola, S. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Alfonso Albero, A. ;
Aliouche, Z. ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Amato, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreianov, A. ;
Andreotti, M. ;
Archilli, F. ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Bachmayer, M. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Baladron Rodriguez, P. ;
Balagura, V ;
Baldini, W. ;
Leite, J. Baptista ;
Barlow, R. J. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Basels, J. M. ;
Bassi, G. ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Bay, A. ;
Becker, M. ;
Bedeschi, F. .
PHYSICAL REVIEW D, 2021, 104 (03)
[3]   Angular Analysis of the B+ → K*+μ+ μ- Decay [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Ackernley, T. ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Afsharnia, H. ;
Aidala, C. A. ;
Aiola, S. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Alfonso Albero, A. ;
Aliouche, Z. ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Amato, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreianov, A. ;
Andreotti, M. ;
Archilli, F. ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Bachmayer, M. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Baladron Rodriguez, P. ;
Balagura, V ;
Baldini, W. ;
Leite, J. Baptista ;
Barlow, R. J. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Basels, J. M. ;
Bassi, G. ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Bay, A. ;
Becker, M. ;
Bedeschi, F. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2021, 126 (16)
[4]  
Aaij R, 2021, EUR PHYS J C, V81, DOI 10.1140/epjc/s10052-020-08790-2
[5]   First Observation of the Decay Bs0 → K-μ+νμ and a Measurement of |Vub|/|Vcb| [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Ackernley, T. ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Afsharnia, H. ;
Aidala, C. A. ;
Aiola, S. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Albero, A. Alfonso ;
Aliouche, Z. ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Amato, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreianov, A. ;
Andreotti, M. ;
Archilli, F. ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Bachmayer, M. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Baladron Rodriguez, P. ;
Balagura, V ;
Baldini, W. ;
Leite, J. Baptista ;
Barlow, R. J. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Basels, J. M. ;
Bassi, G. ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Bay, A. ;
Becker, M. ;
Bedeschi, F. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2021, 126 (08)
[6]   Measurement of CP-Averaged Observables in the B0 → K☆0μ+μ- Decay [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Ackernley, T. ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Afsharnia, H. ;
Aidala, C. A. ;
Aiola, S. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albicocco, P. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Alfonso Albero, A. ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Alves Jr, A. A. ;
Amato, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreassi, G. ;
Andreotti, M. ;
Archilli, F. ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Balagura, V ;
Baldini, W. ;
Baranov, A. ;
Barlow, R. J. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Basels, J. M. ;
Bassi, G. ;
Batozskaya, V ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Bay, A. ;
Becker, M. ;
Bedeschi, F. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 125 (01)
[7]   Measurement off fs/fu Variation with Proton-Proton Collision Energy and B-Meson Kinematics [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Aidala, C. A. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albicocco, P. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Albero, A. Alfonso ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Alves, A. A., Jr. ;
Amato, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreassi, G. ;
Andreotti, M. ;
Andrews, J. E. ;
Archilli, F. ;
Romeu, J. Arnau ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Balagura, V ;
Baldini, W. ;
Baranov, A. ;
Barlow, R. J. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Batozskaya, V ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Battista, V ;
Bay, A. ;
Bedeschi, F. ;
Bediaga, I ;
Beiter, A. ;
Bel, L. J. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (12)
[8]   Measurement of the Bc- meson production fraction and asymmetry in 7 and 13 TeV pp collisions [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Aidala, C. A. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albicocco, P. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Albero, A. Alfonso ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Alves, A. A., Jr. ;
Amato, S. ;
Amerio, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreassi, G. ;
Andreotti, M. ;
Andrews, J. E. ;
Archilli, F. ;
d'Argent, P. ;
Romeu, J. Arnau ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Balagura, V. ;
Baldini, W. ;
Baranov, A. ;
Barlow, R. J. ;
Barrand, G. C. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
baryshnikov, F. ;
Batozskaya, V. ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Battista, V. ;
Bay, A. ;
Beddow, J. .
PHYSICAL REVIEW D, 2019, 100 (11)
[9]   Measurement of b hadron fractions in 13 TeV pp collisions [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Aidala, C. A. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albicocco, P. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Albero, A. Alfonso ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Alves, A. A., Jr. ;
Amato, S. ;
Amerio, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Andreassi, G. ;
Andreotti, M. ;
Andrews, J. E. ;
Archilli, F. ;
Romeu, J. Arnau ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Arzymatov, K. ;
Aslanides, E. ;
Atzeni, M. ;
Audurier, B. ;
Bachmann, S. ;
Back, J. J. ;
Baker, S. ;
Balagura, V. ;
Baldini, W. ;
Baranov, A. ;
Barlow, R. J. ;
Barrand, G. C. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Bartolini, M. ;
Baryshnikov, F. ;
Batozskaya, V. ;
Batsukh, B. ;
Battig, A. ;
Battista, V. ;
Bay, A. ;
Beddow, J. ;
Bedeschi, F. .
PHYSICAL REVIEW D, 2019, 100 (03)
[10]  
Aaij R, 2017, J HIGH ENERGY PHYS, DOI [10.1007/JHEP08(2017)055, 10.1007/JHEP04(2017)162]