Search for D∗(2007)0 → μ+μ− in B− → π−μ+μ− decays

Aaij, R. et al. (2023) Search for D∗(2007)0 → μ+μ− in B− → π−μ+μ− decays. European Physical Journal C, 83(7), 666. (doi: 10.1140/epjc/s10052-023-11759-6)

Abstract

The very rare D∗(2007)0 → μ+μ− decay is searched for by analysing B− → π−μ+μ− decays. The analysis uses a sample of beauty mesons produced in proton– proton collisions collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The signal signature corresponds to simultaneous peaks in the μ+μ− and π−μ+μ− invariant masses. No evidence for an excess of events over background is observed and an upper limit is set on the branching fraction of the decay at B(D∗(2007)0 → μ+μ−) < 2.6 × 10−8 at 90% confidence level. This is the first limit on the branching fraction of D∗(2007)0 → μ+μ− decays and the most stringent limit on D∗(2007)0 decays to leptonic final states. The analysis is the first search for a rare charm-meson decay exploiting production via beauty decays.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Schiller, Dr Manuel and Friday, David and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard and Grillo, Dr Lucia and Whitehead, Dr Mark and McHugh, Niall and Douglas, Lauren
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Adlarson, P., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreotti, M., Andreou, D., Ao, D., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachiller Perea, I.B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Bailly-reyre, A., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barbosa, I. R., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I. 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• Journal Name: European Physical Journal C
• Publisher: Springer
• ISSN: 1434-6044
• ISSN (Online): 1434-6052
• Published Online: 26 July 2023
• Copyright Holders: Copyright © 2023 CERN for the benefit of the LHCb collaboration
• First Published: First published in European Physical Journal C 83(7): 666
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License