Measurement of the Bs0 → μ+μ− decay properties and search for the B0 → μ+μ− and Bs0 → μ+μ−γ decays

Aaij, R. et al. (2022) Measurement of the Bs0 → μ+μ− decay properties and search for the B0 → μ+μ− and Bs0 → μ+μ−γ decays. Physical Review D, 105(1), 012010. (doi: 10.1103/PhysRevD.105.012010)

Abstract

An improved measurement of the decay B 0 s → μ + μ − and searches for the decays B 0 → μ + μ − and B 0 s → μ + μ − γ are performed at the LHCb experiment using data collected in proton-proton collisions at √ s = 7 , 8 and 13 TeV, corresponding to integrated luminosities of 1, 2 and 6     fb − 1 , respectively. The B 0 s → μ + μ − branching fraction and effective lifetime are measured to be B ( B 0 s → μ + μ − ) = ( 3.0 9 + 0.46 + 0.15 − 0.43 − 0.11 ) × 10 − 9 and τ ( B 0 s → μ + μ − ) = ( 2.07 ± 0.29 ± 0.03 )     ps , respectively, where the uncertainties include both statistical and systematic contributions. No significant signal for B 0 → μ + μ − and B 0 s → μ + μ − γ decays is found and the upper limits B ( B 0 → μ + μ − ) < 2.6 × 10 − 10 and B ( B 0 s → μ + μ − γ ) < 2.0 × 10 − 9 at 95% confidence level are determined, where the latter is limited to the range m μ μ > 4.9     GeV / c 2 . Additionally, the ratio between the B 0 → μ + μ − and B 0 s → μ + μ − branching fractions is measured to be R μ + μ − < 0.095 at 95% confidence level. The results are in agreement with the Standard Model predictions.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Coombs, George and Spradlin, Dr Patrick and Douglas, Lauren and Seman Bobulska, Dana and Soler, Professor Paul and Friday, David and Petric, Dr Marko and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., 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., Alvarez Cartelle, P., 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., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista Leite, J., 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., Bediaga, I., Beiter, A., Belavin, V., Belin, S., Bellee, V., Belous, K., Belov, I., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bernstein, H. 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• College/School: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
• Journal Name: Physical Review D
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 2470-0010
• ISSN (Online): 2470-0029
• Published Online: 25 January 2022
• Copyright Holders: Copyright © 2022 CERN, for the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Physical Review D 105(1): 012010
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License