Study of Bc+ meson decays to charmonia plus multihadron final states

Abstract

jats:titleAjats:scbstract</jats:sc> </jats:title>jats:pFour decay modes of the jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> meson into a jats:italicJ/ψ</jats:italic> meson and multiple charged kaons or pions are studied using proton-proton collision data, collected with the LHCb detector at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV and corresponding to an integrated luminosity of 9 fbjats:supjats:italic−</jats:italic>1</jats:sup>. The decay jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>jats:italic→ J/ψK</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicK</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup> is observed for the first time, and evidence for the jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>jats:italic→ J/ψ</jats:italic>4jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>3jats:italicπ</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup> decay is found. The decay jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>jats:italic→ J/ψ</jats:italic>3jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>2jats:italicπ</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup> is observed and the previous observation of the jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>jats:italic→ ψ</jats:italic>(2jats:italicS</jats:italic>)jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup> decay is confirmed using the jats:italicψ</jats:italic>(2jats:italicS</jats:italic>) → jats:italicJ/ψπ</jats:italic>jats:sup+</jats:sup>jats:italicπ</jats:italic>jats:supjats:italic−</jats:italic></jats:sup> decay mode. Ratios of the branching fractions of these four jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}_c^{+} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decay channels are measured.</jats:p>