Journal Article PUBDB-2022-00273

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Angular analysis of $ {B}^0\to {D}^{\ast -}{D}_s^{\ast +} $ with $ {D}_s^{\ast +}\to {D}_s^{+}\gamma $ decays

 ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;

2021
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 06(6), 177 () [10.1007/JHEP06(2021)177]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2021-056; LHCb-PAPER-2021-006; arXiv:2105.02596

Abstract: The first full angular analysis of the $ {B}^0\to {D}^{\ast -}{D}_s^{\ast +} $ decay is performed using 6 fb$^{−1}$ of pp collision data collected with the LHCb experiment at a centre-of-mass energy of 13 TeV. The $ {D}_s^{\ast +}\to {D}_s^{+}\gamma $ and D$^{*−}$ → $ {\overline{D}}^0{\pi}^{-} $ vector meson decays are used with the subsequent $ {D}_s^{+} $ → K$^{+}$K$^{−}$π$^{+}$ and $ {\overline{D}}^0 $ → K$^{+}$π$^{−}$ decays. All helicity amplitudes and phases are measured, and the longitudinal polarisation fraction is determined to be f$_{L}$ = 0.578 ± 0.010 ± 0.011 with world-best precision, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The pattern of helicity amplitude magnitudes is found to align with expectations from quark-helicity conservation in B decays. The ratio of branching fractions [ℬ($ {B}^0\to {D}^{\ast -}{D}_s^{\ast +} $) × ℬ($ {D}_s^{\ast +}\to {D}_s^{+}\gamma $)]/ℬ(B$^{0}$ → D$^{*−} {D}_s^{+} $) is measured to be 2.045 ± 0.022 ± 0.071 with world-best precision. In addition, the first observation of the Cabibbo-suppressed B$_{s}$ → D$^{*−} {D}_s^{+} $ decay is made with a significance of seven standard deviations. The branching fraction ratio ℬ(B$_{s}$ → D$^{*−} {D}_s^{+} $)/ℬ(B$^{0}$ → D$^{*−} {D}_s^{+} $) is measured to be 0.049 ± 0.006 ± 0.003 ± 0.002, where the third uncertainty is due to limited knowledge of the ratio of fragmentation fractions.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: colliding beams ; B0: hadronic decay ; B/s0: hadronic decay ; D*(2010): hadronic decay ; D/s*(2110): radiative decay ; D/s: hadronic decay ; anti-D0: hadronic decay ; branching ratio: ratio: measured ; B0: branching ratio ; D/s*(2110): branching ratio ; helicity: amplitude analysis ; vector meson: decay ; polarization: longitudinal ; p p: scattering ; fragmentation ; LHC-B ; CERN LHC Coll ; statistical ; conservation law ; experimental results ; B0 --> D*(2010)- D/s*(2110)+ ; D/s*(2110)+ --> D/s+ photon ; D*(2010)- --> anti-D0 pi- ; D/s+ --> K+ K- pi+ ; anti-D0 --> K+ pi- ; B/s0 --> D*(2010) D/s+ ; 13000 GeV-cms ; B physics ; Branching fraction ; Hadron-Hadron scattering (experiments) ; Polarization

Classification:

Note: Journal of High Energy Physics, 06 (2021) 177. All figures and tables, along with any supplementary material and additional information, are available at https://cern.ch/lhcbproject/Publications/p/LHCb-PAPER-2021-006.html (LHCb public pages)

Contributing Institute(s):
  1. Informationstechnologie (IT)
Research Program(s):
  1. 6G9 - IDAF (DESY) (POF4-6G9) (POF4-6G9)
Experiment(s):
  1. DESY: TIER-II

Appears in the scientific report 2021
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