The very rare D∗ (2007)0 → μ + μ − decay is searched for by analysing B− → π − μ + μ − decays. The analysis uses a sample of beautymesons produced in proton– proton collisions collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The signal signature corresponds to simultaneous peaks in the μ + μ − and π − μ + μ − invariant masses. No evidence for an excess of events over background is observed and an upper limit is set on the branching fraction of the decay at B(D∗ (2007)0 → μ + μ − ) < 2.6 × 10−8 at 90% confidence level. This is the first limit on the branching fraction of D∗ (2007)0→ μ + μ − decays and the most stringent limit on D∗ (2007)0 decays to leptonic final states. The analysis is the first search for a rare charm-meson decay exploiting production via beauty decays.

Search for D*(2007)0 -> μ+μ- in B- -> π-μ+μ- decays / R. Aaij, A.S.W. Abdelmotteleb, C.A. Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, H. Afsharnia, C. Agapopoulou, C.A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, P. Albicocco, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A.A. Albero, Z. Aliouche, P.A. Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J.L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, A. Andreianov, M. Andreotti, D. Andreou, D. Ao, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, I.B.B. Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J.J. Back, A. Bailly-reyre, P.B. Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J.B. de Souza Leite, M. Barbetti, I.R. Barbosa, R.J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J.M. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I.B. Bediaga, A. Beiter, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S.B. Andres, D. Berninghoff, H.C. Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, I. Bezshyiko, J. Bhom, L. Bian, M.S. Bieker, N.V. Biesuz, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F.C.R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, J.E. Blank, S. Blusk, D. Bobulska, V.B. Bocharnikov, J.A. Boelhauve, O.B. Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, C.S. Bolognani, R. Bolzonella, N. Bondar, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J.T. Borsuk, S.A. Bouchiba, T.J.V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, M.J. Bradley, S. Braun, A.B. Rodriguez, N. Breer, J. Brodzicka, A.B. Gonzalo, J. Brown, D. Brundu, A. Buonaura, L. Buonincontri, A.T. Burke, C. Burr, A. Bursche, A. Butkevich, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, L. Calefice, S. Cali, M. Calvi, M.C. Gomez, P. Campana, D.H.C. Perez, A.F.C. Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, A. Carbone, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A.C. Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, J. Cerasoli, D. Cervenkov, A.J. Chadwick, I. Chahrour, M.G. Chapman, M. Charles, P. Charpentier, C.A.C. Barajas, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, A. Chernov, S. Chernyshenko, V. Chobanova, S. Cholak, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, M.F. Cicala, X.C. Vidal, G. Ciezarek, P. Cifra, G. Ciullo, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, J.L. Cobbledick, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, L. Congedo, A. Contu, N. Cooke, I. Corredoira, G. Corti, B. Couturier, D.C. Craik, M.C. Torres, R. Currie, C.L. Da Silva, S. Dadabaev, L. Dai, X. Dai, E. Dall’Occo, J. Dalseno, C. D’Ambrosio, J. Daniel, A. Danilina, P. D’Argent, J.E. Davies, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, D. De Simone, P. De Simone, F. De Vellis, J.A. de Vries, C.T. Dean, F. Debernardis, D. Decamp, V. Dedu, L.D. Buono, B. Delaney, H.-. Dembinski, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P.D. Nezza, I. Diachkov, S. Didenko, L.D. Maronas, S. Ding, V. Dobishuk, A. Dolmatov, C. Dong, A.M. Donohoe, F. Dordei, A.C.D. Reis, L. Douglas, A.G. Downes, P. Duda, M.W. Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M.M. Duras, J.M. Durham, D. Dutta, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, A. Egorychev, V. Egorychev, C.E. Orro, S. Eisenhardt, E. Ejopu, S. Ek-In, L. Eklund, M.E. Elashri, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, E. Epple, S. Escher, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, F. Fabiano, L.N. Falcao, Y. Fan, B. Fang, L. Fantini, M. Faria, S. Farry, D. Fazzini, L.F. Felkowski, M. Feo, M.F. Gomez, A.D. Fernez, F. Ferrari, L.F. Lopes, F.F. Rodrigues, S.F. Sole, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K.M. Fischer, D.S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, D. Foulds-Holt, V.F. Lima, M.F. Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D.A. Friday, L.F. Frontini, J. Fu, Q. Fuehring, T. Fulghesu, E. Gabriel, G. Galati, M.D. Galati, A.G. Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, H.G. Gao, R. Gao, Y. Gao, Y. Gao, M. Garau, L.M.G. Martin, P.G. Moreno, J.G. Pardiñas, B.G. Plana, F.A.G. Rosales, L. Garrido, C. Gaspar, R.E. Geertsema, D. Gerick, L.L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, L. Giambastiani, V. Gibson, H.K. Giemza, A.L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, P.G. Gironell, C. Giugliano, M.A. Giza, K. Gizdov, E.L. Gkougkousis, V.V. Gligorov, C. Göbel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, S.G. Fernandez, F.G. Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, I.V. Gorelov, C. Gotti, J.P. Grabowski, T. Grammatico, L.A.G. Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, G. Graziani, A.T. Grecu, L.M. Greeven, N.A. Grieser, L. Grillo, S. Gromov, C. Gu, M. Guarise, M. Guittiere, V. Guliaeva, P.A. Günther, A.K. Guseinov, E. Gushchin, Y. Guz, T. Gys, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, J. Haimberger, S.C. Haines, T. Halewood-leagas, M.M. Halvorsen, P.M. Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, L. Hao, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, K. Heijhoff, F.H. Hemmer, C. Henderson, R.D.L. Henderson, A.M. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Herd, J. Heuel, A. Hicheur, D. Hill, M. Hilton, S.E. Hollitt, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, J. Hu, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Huang, X. Huang, W. Hulsbergen, R.J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, P. Ibis, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Iniukhin, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, H. Jage, S.J.J. Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B.K. Jashal, A. Jawahery, V. Jevtic, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, T.P. Jones, S.J. Joshi, B. Jost, N. Jurik, I. Juszczak, S. Kandybei, Y. Kang, M. Karacson, D. Karpenkov, M. Karpov, J.W. Kautz, F. Keizer, D.M. Keller, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, G. Khreich, T. Kirn, V.S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, K. Klimaszewski, M.R. Kmiec, S. Koliiev, L. Kolk, A. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, R. Kopecna, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, M. Kreps, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, J. Kubat, S. Kubis, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, E.K. Kulikova, A. Kupsc, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C.L. Gomez, J.J. Lane, R. Lane, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R.L. Gac, S.H. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, P. Lenisa, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, A. Li, H. Li, K. Li, P. Li, P.-. Li, S. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, X. Liang, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, V. Lisovskyi, R. Litvinov, G. Liu, H. Liu, K. Liu, Q. Liu, S. Liu, A.L. Salvia, A. Loi, R. Lollini, J.L. Castro, I. Longstaff, J.H. Lopes, A.L. Huertas, S.L.Ó. Soliño, G.H. Lovell, Y. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, S. Luchuk, M.L. Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, K. Lynch, X.-. Lyu, R. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, I. Mackay, V. Macko, L.R.M. Mohan, A. Maevskiy, D. Maisuzenko, M.W. Majewski, J.J. Malczewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, R.M. Escalero, D. Manuzzi, C.A. Manzari, D. Marangotto, J.F. Marchand, U. Marconi, S. Mariani, C.M. Benito, J. Marks, A.M. Marshall, P.J. Marshall, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D.M. Santos, F.M. Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K.R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, M. Mazurek, M. Mccann, L. Mcconnell, T.H. Mcgrath, N.T. Mchugh, A. Mcnab, R. Mcnulty, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, S. Meloni, M. Merk, A. Merli, L.M. Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D.A. Milanes, M. Milovanovic, M.-. Minard, A. Minotti, E. Minucci, T. Miralles, S.E. Mitchell, B. Mitreska, D.S. Mitzel, A. Modak, A. Mödden, R.A. Mohammed, R.D. Moise, S. Mokhnenko, T. Mombächer, M. Monk, I.A. Monroy, S. Monteil, G. Morello, M.J. Morello, M.P. Morgenthaler, J. Moron, A.B. Morris, A.G. Morris, R. Mountain, H. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, D. Murray, R. Murta, P. Muzzetto, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, R. Newcombe, J. Nicolini, D. Nicotra, E.M. Niel, S. Nieswand, N. Nikitin, N.S. Nolte, C. Normand, J.N. Fernandez, G.N. Nowak, C. Nunez, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, T. Oeser, S. Okamura, R. Oldeman, F. Oliva, M.O. Olocco, C.J.G. Onderwater, R.H. O’Neil, J.M.O. Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, K.O. Padeken, B. Pagare, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, G. Panshin, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, B. Passalacqua, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, C.J. Pawley, A. Pellegrino, M.P. Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, A.P. Castro, P. Perret, K. Petridis, A. Petrolini, S. Petrucci, M. Petruzzo, H. Pham, A. Philippov, R. Piandani, L. Pica, M. Piccini, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. Placinta, J. Plews, M.P. Casasus, F. Polci, M.P. Lener, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, L. Promberger, C. Prouve, V. Pugatch, V. Puill, G. Punzi, H.R. Qi, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, N.V. Raab, B. Rachwal, J.H. Rademacker, R. Rajagopalan, M. Rama, M.R. Pernas, M.S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M.R. De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P.K. Resmi, R. Ribatti, A.M. Ricci, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, E.R. Fernandez, J.A.R. Lopez, E.R. Rodriguez, D.L. Rolf, A. Rollings, P. Roloff, V. Romanovskiy, M.R. Lamas, A.R. Vidal, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, R.A.R. Fernandez, J.R. Vidal, A. Ryzhikov, J. Ryzka, J.J.S. Silva, N. Sagidova, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, C.S. Gras, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C.S. Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, D. Saranin, G. Sarpis, M. Sarpis, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, H. Sazak, L.G.S. Smead, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, A.M. Schertz, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, S. Schmitt, O. Schneider, A. Schopper, M. Schubiger, N. Schulte, S. Schulte, M.H. Schune, R. Schwemmer, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, S. Sellam, A. Semennikov, M.S. Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, Y. Shang, D.M. Shangase, M. Shapkin, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, E.B. Shields, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, J.D. Shupperd, B.G. Siddi, R.S. Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singla, N. Skidmore, R. Skuza, T. Skwarnicki, M.W. Slater, J.C. Smallwood, J.G. Smeaton, E. Smith, K. Smith, M. Smith, A. Snoch, L.S. Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, A. Solomin, A. Solovev, I. Solovyev, R. Song, F.L.S. De Almeida, B.S. De Paula, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J.G. Speer, E. Spiridenkov, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, E.N. Stein, O. Steinkamp, O. Stenyakin, H. Stevens, D. Strekalina, Y.S. Su, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, P.N. Swallow, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, Y. Tan, S. Taneja, M.D. Tat, A. Terentev, F. Teubert, E. Thomas, D.J.D. Thompson, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T’Jampens, M. Tobin, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, D.T. Machado, L. Toscano, D.Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, A. Ukleja, D.J. Unverzagt, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Valassi, G. Valenti, N.V. Canudas, M. Van Dijk, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C.B. Van Hulse, M. van Veghel, R.V. Gomez, P.V. Regueiro, C.V.Á. Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Vesterinen, D. Vieira, M.V. Diaz, X. Vilasis-Cardona, E.V. Figueras, A. Villa, P. Vincent, F.C. Volle, D. vom Bruch, V. Vorobyev, N. Voropaev, K. Vos, C. Vrahas, J. Walsh, E.J. Walton, G. Wan, C. Wang, G. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, R. Wang, X. Wang, Y. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J.A. Ward, N.K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, B.D.C. Westhenry, D.J. White, M. Whitehead, A.R. Wiederhold, D. Wiedner, G. Wilkinson, M.K. Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M.R.J. Williams, R. Williams, F.F. Wilson, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, C.P. Wong, G. Wormser, S.A. Wotton, H. Wu, J. Wu, Y. Wu, K. Wyllie, Z. Xiang, Y. Xie, A. Xu, J. Xu, L. Xu, L. Xu, M. Xu, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, D. Yang, S. Yang, X. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, V. Yeroshenko, H. Yeung, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, E. Zaffaroni, M. Zavertyaev, M. Zdybal, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhao, A. Zharkova, A. Zhelezov, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhou, V. Zhovkovska, X. Zhu, X. Zhu, Z. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, Q. Zou, S. Zucchelli, D. Zuliani, G. Zunica. - In: EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6052. - 14:7(2023 Jul 26), pp. 666.1-666.14. [10.1140/epjc/s10052-023-11759-6]

Search for D*(2007)0 -> μ+μ- in B- -> π-μ+μ- decays

C. Mancuso;D. Marangotto;A. Merli;N. Neri;E. Spadaro Norella;G. Tonani;
2023

Abstract

The very rare D∗ (2007)0 → μ + μ − decay is searched for by analysing B− → π − μ + μ − decays. The analysis uses a sample of beautymesons produced in proton– proton collisions collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The signal signature corresponds to simultaneous peaks in the μ + μ − and π − μ + μ − invariant masses. No evidence for an excess of events over background is observed and an upper limit is set on the branching fraction of the decay at B(D∗ (2007)0 → μ + μ − ) < 2.6 × 10−8 at 90% confidence level. This is the first limit on the branching fraction of D∗ (2007)0→ μ + μ − decays and the most stringent limit on D∗ (2007)0 decays to leptonic final states. The analysis is the first search for a rare charm-meson decay exploiting production via beauty decays.
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
26-lug-2023
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
s10052-023-11759-6.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 1.95 MB
Formato Adobe PDF
1.95 MB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/1026165
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 1
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 0
social impact