Abstract:
Abstract A structure is observed in the $${B} ^{\pm }{K} ^{\mp }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> mass spectrum in a sample of proton–proton collisions at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, collected with the LHCb detector and corresponding to a total integrated luminosity of 9 $$\,\text {fb} ^{-1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace /> <mml:msup> <mml:mtext>fb</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . The structure is interpreted as the result of overlapping excited $${B} ^0_{s} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> states. With high significance, a two-peak hypothesis provides a better description of the data than a single resonance. Under this hypothesis the masses and widths of the two states, assuming they decay directly to $${B} ^{\pm }{K} ^{\mp }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , are determined to be $$\begin{aligned} m_1&= 6063.5 \pm 1.2 \text { (stat)} \pm 0.8\text { (syst)}\,\text {Me}\text {V}, \\ \Gamma _1&= 26 \pm 4 \text { (stat)} \pm 4\text { (syst)}\,\text {Me}\text {V}, \\ m_2&= 6114 \pm 3 \text { (stat)} \pm 5\text { (syst)}\,\text {Me}\text {V}, \\ \Gamma _2&= 66 \pm 18 \text { (stat)} \pm 21\text { (syst)}\,\text {Me}\text {V}. \end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>6063.5</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>1.2</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.8</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> <mml:mspace /> <mml:mrow> <mml:mtext>Me</mml:mtext> <mml:mspace /> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:msub> <mml:mi>Γ</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>26</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> <mml:mspace /> <mml:mrow> <mml:mtext>Me</mml:mtext> <mml:mspace /> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:msub> <mml:mi>m</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>6114</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>5</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> <mml:mspace /> <mml:mrow> <mml:mtext>Me</mml:mtext> <mml:mspace /> </mml:mrow> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:msub> <mml:mi>Γ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:mtd> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>66</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>18</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>21</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> <mml:mspace /> <mml:mrow> <mml:mtext>Me</mml:mtext> <mml:mspace /> </mml:mrow> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> Alternative values assuming a decay through $${B} ^{*\pm }{K} ^{\mp }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>K</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , with a missing photon from the $$B^{*\pm } \rightarrow B^{\pm }\gamma $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>γ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> decay, which are shifted by approximately 45 $$\,\text {Me}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace /> <mml:mtext>Me</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> V, are also determined. The possibility of a single state decaying in both channels is also considered. The ratio of the total production cross-section times branching fraction of the new states relative to the previously observed $$B_{s2}^{*0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mrow /> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> state is determined to be $$0.87 \pm 0.15 \text { (stat)} \pm 0.19 \text { (syst)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>0.87</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.15</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.19</mml:mn> <mml:mspace /> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> .
Tópico:
Quantum Chromodynamics and Particle Interactions
