Repository logo
 

Study of $$ {B}_c^{+}\to {\chi}_c{\pi}^{+} $$ decays

Published version
Peer-reviewed

Repository DOI


Change log

Authors

Aaij, R 
Abdelmotteleb, ASW 
Abellan Beteta, C 
Abudinén, F 
Ackernley, T 

Abstract

jats:titleAjats:scbstract</jats:sc> </jats:title>jats:pA study of jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to {\chi}c{\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mic</mml:mi> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decays is reported using proton-proton collision data, collected with the LHCb detector at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fbjats:supjats:italic−</jats:italic>1</jats:sup>. The decay jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to {\chi}{c2}{\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> is observed for the first time, with a significance exceeding seven standard deviations. The relative branching fraction with respect to the jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to J/\psi {\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:miJ</mml:mi> mml:mo/</mml:mo> mml:miψ</mml:mi> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decay is measured to bejats:disp-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ \frac{{\mathcal{B}}{B_c^{+}\to {\chi}{c2}{\pi}^{+}}}{{\mathcal{B}}{B_c^{+}\to J/\psi {\pi}^{+}}}=0.37\pm 0.06\pm 0.02\pm 0.01, $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:mfrac mml:msub mml:miB</mml:mi> mml:mrow mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> mml:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msub mml:miB</mml:mi> mml:mrow mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> mml:mo→</mml:mo> mml:miJ</mml:mi> mml:mo/</mml:mo> mml:miψ</mml:mi> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mfrac> mml:mo=</mml:mo> mml:mn0.37</mml:mn> mml:mo±</mml:mo> mml:mn0.06</mml:mn> mml:mo±</mml:mo> mml:mn0.02</mml:mn> mml:mo±</mml:mo> mml:mn0.01</mml:mn> mml:mo,</mml:mo> </mml:math></jats:alternatives></jats:disp-formula></jats:p>jats:pwhere the first uncertainty is statistical, the second is systematic, and the third is due to the knowledge of the jats:italicχ</jats:italic>jats:subjats:italicc</jats:italic>2</jats:sub>jats:italic→ J/ψγ</jats:italic> branching fraction. No significant jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to {\chi}{c1}{\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> signal is observed and an upper limit for the relative branching fraction for the jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to {\chi}{c1}{\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and jats:inline-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ {B}c^{+}\to {\chi}{c2}{\pi}^{+} $$</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:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> decays of</jats:p>jats:pjats:disp-formulajats:alternativesjats:tex-math$$ \frac{{\mathcal{B}}{B_c^{+}\to {\chi}{c1}{\pi}^{+}}}{{\mathcal{B}}{B_c^{+}\to {\chi}{c2}{\pi}^{+}}}=<0.49 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> mml:mfrac mml:msub mml:miB</mml:mi> mml:mrow mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> mml:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msub mml:miB</mml:mi> mml:mrow mml:msubsup mml:miB</mml:mi> mml:mic</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msubsup> mml:mo→</mml:mo> mml:msub mml:miχ</mml:mi> mml:mrow mml:mic</mml:mi> mml:mn2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> mml:msup mml:miπ</mml:mi> mml:mo+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mfrac> mml:mo=</mml:mo> mml:mo<</mml:mo> mml:mn0.49</mml:mn> </mml:math></jats:alternatives></jats:disp-formula></jats:p>jats:pis set at the 90% confidence level.</jats:p>

Description

Keywords

4902 Mathematical Physics, 5107 Particle and High Energy Physics, 49 Mathematical Sciences, 51 Physical Sciences

Journal Title

Journal of High Energy Physics

Conference Name

Journal ISSN

1126-6708
1029-8479

Volume Title

2024

Publisher

Springer Science and Business Media LLC