Abstract:
Abstract The first search for nonresonant $${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> decays is reported. The analysis uses proton–proton collision data collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an 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> . No evidence for an excess of signal events over background is observed and an upper limit is set on the branching fraction ratio $${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{\pi } ^+} {\mu ^+\mu ^-} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} ) < 2.1\times 10^{-4}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>2.1</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> at $$90\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>90</mml:mn> <mml:mo>%</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> confidence level. Additionally, an updated measurement of the ratio of the $${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and $${{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> branching fractions is reported. The ratio $${\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {\psi {(2S)}} {{\pi } ^+} )/{\mathcal {B}} ({{B} _{c} ^+} \!\rightarrow {{J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }} {{\pi } ^+} )$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mspace/> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>π</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> is measured to be $$0.254\pm 0.018 \pm 0.003 \pm 0.005$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>0.254</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.018</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.003</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.005</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , where the first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third is due to the uncertainties on the branching fractions of the leptonic $${J \hspace{-1.66656pt}/\hspace{-1.111pt}\psi }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mspace/> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> and $$\psi {(2S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> decays. This measurement is the most precise to date and is consistent with previous LHCb results.
Tópico:
Particle physics theoretical and experimental studies
