Measurement of the Bs0→μ+μ− branching fraction and effective lifetime and search for B0→μ+μ− decays

Aaij, R. et al. (2017) Measurement of the Bs0→μ+μ− branching fraction and effective lifetime and search for B0→μ+μ− decays. Physical Review Letters, 118(19), 191801. (doi: 10.1103/PhysRevLett.118.191801)

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Abstract

A search for the rare decays B0 s → μþμ− and B0 → μþμ− is performed at the LHCb experiment using data collected in pp collisions corresponding to a total integrated luminosity of 4.4 fb−1. An excess of B0 s → μþμ− decays is observed with a significance of 7.8 standard deviations, representing the first observation of this decay in a single experiment. The branching fraction is measured to be BðB0 s → μþμ−Þ¼ð3.0 0.6þ0.3 −0.2 Þ × 10−9, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The first measurement of the B0 s → μþμ− effective lifetime, τðB0 s → μþμ−Þ ¼ 2.04 0.44 0.05 ps, is reported. No significant excess of B0 → μþμ− decays is found, and a 95% confidence level upper limit, BðB0→ μþμ−Þ < 3.4 × 10−10, is determined. All results are in agreement with the standard model expectations.

Item Type:Articles
Status:Published
Refereed:Yes
Glasgow Author(s) Enlighten ID:Dean, Cameron and Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Beddow, John and Spradlin, Dr Patrick and Soler, Professor Paul and Traill, Mr Murdo and Karodia, Sarah and Eklund, Professor Lars and Longstaff, Iain Richard and Wraight, Dr Kenneth
Authors: Aaij, R., Adeva, B., Adinolfi, M., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Ali, S., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amerio, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Andrews, J. E., Appleby, R. B., Archilli, F., d’Argent, P., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Auriemma, G., Baalouch, M., Babuschkin, I., Bachmann, S., Back, J. J., Badalov, A., Baesso, C., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barschel, C., Barsuk, S., Barter, W., Baryshnikov, F., Baszczyk, M., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battista, V., Bay, A., Beaucourt, L., Beddow, J., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. 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College/School:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
Journal Name:Physical Review Letters
Publisher:American Physical Society
ISSN:0031-9007
ISSN (Online):1079-7114
Published Online:11 May 2017
Copyright Holders:Copyright © 2017 CERN, for the LHCb Collaboration
First Published:First published in Physical Review Letters 118(19): 191801
Publisher Policy:Reproduced under a Creative Commons License

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