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Observation of the B$^0_\mathrm{s}\to $X(3872)$\phi$ decay

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2020

[10.3204/PUBDB-2020-02318]  GO

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Report No.: CERN-EP-2020-070; CMS-BPH-17-005; arXiv:2005.04764

Abstract: Using a data sample of proton-proton collisions at $\sqrt{s}=$ 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 140 fb$^{-1}$ collected by the CMS experiment in 2016-2018, the B$^0_\mathrm{s}\to $X(3872)$\phi$ decay is observed. Decays into J/$\psi\,\pi^+\pi^-$ and K$^+$K$^-$ are used to reconstruct, respectively, the X(3872) and $\phi$. The ratio of the product of branching fractions $\mathcal{B}($B$^0_\mathrm{s}\to $X(3872)$\phi)\,\mathcal{B}($X(3872)$\to$J$/\psi\,\pi^+\pi^-)$ to the product $\mathcal{B}($B$^0_\mathrm{s}\to \psi$(2S)$\phi)\mathcal{B}(\psi$(2S)$\to$J/$\psi\,\pi^+\pi^-)$ is measured to be 2.21$\pm$0.29 (stat) $\pm$0.17 (syst)%. The ratio $\mathcal{B}($B$^0_\mathrm{s}\to $X(3872)$\phi)/\mathcal{B}($B$^{0}\to$X(3872)K$^0)$ is found to be consistent with one, while the ratio $\mathcal{B}($B$^0_\mathrm{s}\to $X(3872)$\phi)/\mathcal{B}($B$^+\to$X(3872)K$^+)$ is two times smaller. This suggests a difference in the production dynamics of the X(3872) in B$^0$ and B$^0_\mathrm{s}$ meson decays compared to B$^+$. The reported observation may shed new light on the nature of the X(3872) particle.

Keyword(s): p p: colliding beams ; B/s0: hadronic decay ; p p: scattering ; X(3872): hadronic decay ; Phi(1020): hadronic decay ; B/s0: branching ratio ; X(3872): branching ratio ; Phi(1020): branching ratio ; branching ratio: ratio: measured ; CMS ; CERN LHC Coll ; experimental results ; B/s0 --> X(3872) Phi(1020) ; X(3872) --> J/psi(3100) pi+ pi- ; Phi(1020) --> K+ K- ; 13000 GeV-cms


Note: Submitted to Phys. Rev. Lett. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/BPH-17-005 (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
  2. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2020
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Physical review letters 125(15), 152001 () [10.1103/PhysRevLett.125.152001]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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