Study of $$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$ decays to charmonia and three light hadrons

Author:

,Aaij R.,Abdelmotteleb A. S. W.,Abellán Beteta C.,Abudinen Gallego F. J.,Ackernley T.,Adeva B.,Adinolfi M.,Afsharnia H.,Agapopoulou C.,Aidala C. A.,Aiola S.,Ajaltouni Z.,Akar S.,Albrecht J.,Alessio F.,Alexander M.,Alfonso Albero A.,Aliouche Z.,Alkhazov G.,Alvarez Cartelle P.,Amato S.,Amey J. L.,Amhis Y.,An L.,Anderlini L.,Andreianov A.,Andreotti M.,Archilli F.,Artamonov A.,Artuso M.,Arzymatov K.,Aslanides E.,Atzeni M.,Audurier B.,Bachmann S.,Bachmayer M.,Back J. J.,Baladron Rodriguez P.,Balagura V.,Baldini W.,Baptista Leite J.,Barbetti M.,Barlow R. J.,Barsuk S.,Barter W.,Bartolini M.,Baryshnikov F.,Basels J. M.,Bashir S.,Bassi G.,Batsukh B.,Battig A.,Bay A.,Beck A.,Becker M.,Bedeschi F.,Bediaga I.,Beiter A.,Belavin V.,Belin S.,Bellee V.,Belous K.,Belov I.,Belyaev I.,Bencivenni G.,Ben-Haim E.,Berezhnoy A.,Bernet R.,Berninghoff D.,Bernstein H. C.,Bertella C.,Bertolin A.,Betancourt C.,Betti F.,Bezshyiko Ia.,Bhasin S.,Bhom J.,Bian L.,Bieker M. 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Abstract

AbstractUsing proton-proton collision data, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb1collected with the LHCb detector, seven decay modes of the$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+meson into a J/ψ or ψ(2S) meson and three charged hadrons, kaons or pions, are studied. The decays$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+→ (ψ(2S) → J/ψπ+π+,$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+→ ψ(2S)π+ππ+,$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+→ J/ψK+ππ+and$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+→ J/ψK+KK+are observed for the first time, and evidence for the$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+→ ψ(2S)K+Kπ+, decay is found, where J/ψ and ψ(2S) mesons are reconstructed in their dimuon decay modes. The ratios of branching fractions between the different$$ {\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{+} $$Bc+decays are reported as well as the fractions of the decays proceeding via intermediate resonances. The results largely support the factorisation approach used for a theoretical description of the studied decays.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

Reference72 articles.

1. LHCb collaboration, First observation of the decay $$ {B}_c^{+} $$ → J/ψπ+π−π+, Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 251802 [arXiv:1204.0079] [INSPIRE].

2. LHCb collaboration, Observation of the decay $$ {B}_c^{+} $$ → ψ(2S)π+, Phys. Rev. D 87 (2013) 071103 [arXiv:1303.1737] [INSPIRE].

3. LHCb collaboration, Observation of $$ {B}_c^{+} $$ → J/ψ$$ {D}_s^{+} $$ and $$ {B}_c^{+} $$ → J/ψ$$ {D}_s^{\ast +} $$ decays, Phys. Rev. D 87 (2013) 112012 [Addendum ibid. 89 (2014) 019901] [arXiv:1304.4530] [INSPIRE].

4. LHCb collaboration, First observation of the decay $$ {B}_c^{+} $$ → J/ψK+, JHEP 09 (2013) 075 [arXiv:1306.6723] [INSPIRE].

5. LHCb collaboration, Observation of the Decay $$ {B}_c^{+} $$ → $$ {B}_s^0 $$π+, Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 181801 [arXiv:1308.4544] [INSPIRE].

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