Measurements of the S-wave fraction in B 0 → K + π − μ + μ − decays and the B 0 → K ∗(892)0 μ + μ − differential branching fraction

The LHCb collaboration; Aaij, R.; Adeva; Adinolfi, B.; Ajaltouni, M.; Akar, Z.; Albrecht, S.; Alessio, J.; Alexander, F.; Ali, M.; Alkhazov, S.; Alvarez Cartelle, G.; Alves, P.; Aa, A. A.; Amato, J.r. and; Amerio, S.; Amhis, S.; An, Y.; Anderlini, L.; Andreassi, L.; Andreotti, G.; Andrews, M.; Appleby, J. E.; Aquines Gutierrez, R. B.; Archilli, O.; d’Argent, F.; Artamonov, P.; Artuso, A.; Aslanides, M.; Auriemma, E.; Baalouch, G.; Bachmann, M.; Back, S.; Badalov, J. J.; Baesso, A.; Baldini, C.; Barlow, W.; Barschel, R. J.; Barsuk, C.; Barter, S.; Batozskaya, W.; Battista, V.; Bay, V.; Beaucourt, A.; Beddow, L.; Bedeschi, J.; Bediaga, F.; Bel, I.; Bellee, L. J.; Belloli, V.; Belous, N.; Belyaev, K.; Ben Haim, I.; Bencivenni, E.; Benson, G.; Benton, S.; Berezhnoy, J.; Bernet, A.; Bertolin, R.; Bettler, A.; van Beuzekom, M. O.; Bifani, M.; Billoir, S.; Bird, P.; Birnkraut, T.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blake, A.; Blanc, T.; Blouw, F.; Blusk, J.; Bocci, S.; Boettcher, V.; Bondar, T.; Bondar, A.; Bonivento, N.; Borghi, W.; Borisyak, S.; Borsato, M.; Bossu, M.; Boubdir, F.; Bowcock, M.; Bowen, T. J. V.; Bozzi, E.; Braun, C.; Britsch, S.; Britton, M.; Brodzicka, T.; Buchanan, J.; Burr, E.; Bursche, C.; Buytaert, A.; Cadeddu, J.; Calabrese, S.; Calvi, R.; Calvo Gomez, M.; Campana, M.; Campora Perez, P.; Capriotti, D.; Carbone, L.; Carboni, A.; Cardinale, G.; Cardini, R.; Carniti, A.; Carson, P.; Carvalho Akiba, L.; Casse, K.; Cassina, G.; Castillo Garcia, L.; Cattaneo, L.; Cauet, M.; Cavallero, C.; Cenci, G.; Charles, R.; Charpentier, M.; Chatzikonstantinidis, P.; Chefdeville, G.; Chen, M.; Cheung, S.; Chobanova, S. F.; Chrzaszcz, V.; Cid Vidal, M.; Ciezarek, X.; Clarke, G.; Clemencic, P. E. L.; Cliff, M.; Closier, H. V.; Coco, J.; Cogan, V.; Cogneras, J.; Cogoni, E.; Cojocariu, V.; Collazuol, L.; Collins, G.; Comerma Montells, P.; Contu, A.; Cook, A.; Coquereau, A.; Corti, S.; Corvo, G.; Couturier, M.; Cowan, B.; Craik, G. A.; Crocombe, D. C.; Cruz Torres, A.; Cunliffe, M.; Currie, S.; D’Ambrosio, R.; Dall’Occo, C.; Dalseno, E.; David, J.; Davis, P. N. Y.; De Aguiar Francisco, A.; De Bruyn, O.; De Capua, K.; De Cian, S.; De Miranda, M.; De Paula, J. M.; De Simone, L.; Dean, P.; Decamp, C. T.; Deckenhoff, D.; Del Buono, M.; Demmer, L.; Derkach, M.; Deschamps, D.; Dettori, O.; Dey, F.; Di Canto, B.; Dijkstra, A.; Dordei, H.; Dorigo, F.; Dosil Suárez, M.; Dovbnya, A.; Dreimanis, A.; Dufour, K.; Dujany, L.; Dungs, G.; Durante, K.; Dzhelyadin, P.; Dziurda, R.; Dzyuba, A.; Déléage, A.; Easo, N.; Egede, S.; Egorychev, U.; Eidelman, V.; Eisenhardt, S.; Eitschberger, S.; Ekelhof, U.; Eklund, R.; Elsasser, L.; Ely, C.; Esen, S.; Evans, S.; Evans, H. M.; Falabella, T.; Farley, A.; Farry, N.; Fay, S.; Ferguson, R.; Fernandez Albor, D.; Ferrari, V.; Ferreira Rodrigues, F.; Ferro Luzzi, F.; Filippov, M.; Fiore, S.; Fiorini, M.; Firlej, M.; Fitzpatrick, M.; Fiutowski, C.; Fleuret, T.; Fohl, F.; Fontana, K.; Fontanelli, M.; Forshaw, F.; Forty, D. C.; Frank, R.; Frei, M.; Frosini, C.; Fu, M.; Furfaro, J.; Färber, E.; Gallas Torreira, C.; Galli, A.; Gallorini, D.; Gambetta, S.; Gandelman, S.; Gandini, M.; Gao, P.; García Pardiñas, Y.; Garra Tico, J.; Garrido, J.; Garsed, L.; Gascon, P. J.; Gaspar, D.; Gavardi, C.; Gazzoni, L.; Gerick, G.; Gersabeck, D.; Gersabeck, E.; Gershon, M.; Ghez, T.; Gianì, P.; Gibson, S.; Girard, V.; Giubega, O. G.; Gizdov, L.; Gligorov, K.; Golubkov, V. V.; Golutvin, D.; Gomes, A.; Gorelov, A.; Gotti, I. V.; Grabalosa Gándara, C.; Graciani Diaz, M.; Granado Cardoso, R.; Graugés, L. A.; Graverini, E.; Graziani, E.; Grecu, G.; Griffith, A.; Grillo, P.; Grünberg, L.; Gushchin, O.; Guz, E.; Gys, Y.; Göbel, T.; Hadavizadeh, C.; Hadjivasiliou, T.; Haefeli, C.; Haen, G.; Haines, C.; Hall, S. C.; Hamilton, S.; Han, B.; Hansmann Menzemer, X.; Harnew, S.; Harnew, N.; Harrison, S. T.; He, J.; Head, J.; Heister, T.; Hennessy, A.; Henrard, K.; Henry, P.; Hernando Morata, L.; van Herwijnen, J. A.; Heß, E.; Hicheur, M.; Hill, A.; Hombach, D.; Hulsbergen, C.; Humair, W.; Hushchyn, T.; Hussain, M.; Hutchcroft, N.; Idzik, D.; Ilten, M.; Jacobsson, P.; Jaeger, R.; Jalocha, A.; Jans, J.; Jawahery, E.; John, A.; Johnson, M.; Jones, D.; Joram, C. R.; Jost, C.; Jurik, B.; Kandybei, N.; Kanso, S.; Karacson, W.; Karbach, M.; Karodia, T. M.; Kecke, S.; Kelsey, M.; Kenyon, M.; Kenzie, I. R.; Ketel, M.; Khairullin, T.; Khanji, E.; Khurewathanakul, B.; Kirn, C.; Klaver, T.; Klimaszewski, S.; Kolpin, K.; Komarov, M.; Koopman, I.; Koppenburg, R. F.; Kozachuk, P.; Kozeiha, A.; Kravchuk, M.; Kreplin, L.; Kreps, K.; Krokovny, M.; Kruse, P.; Krzemien, F.; Kucewicz, W.; Kucharczyk, W.; Kudryavtsev, M.; Kuonen, V.; Kurek, A. K.; Kvaratskheliya, K.; Lacarrere, T.; Lafferty, D.; Lai, G.; Lambert, A.; Lanfranchi, D.; Langenbruch, G.; Langhans, C.; Latham, B.; Lazzeroni, T.; Le Gac, C.; van Leerdam, R.; Lees, J.; Leflat, J. P.; Lefrançois, A.; Lefèvre, J.; Lemaitre, R.; Lemos Cid, F.; Leroy, E.; Lesiak, O.; Leverington, T.; Li, B.; Likhomanenko, Y.; Lindner, T.; Linn, R.; Lionetto, C.; Liu, F.; Liu, B.; Loh, X.; Longstaff, D.; Lopes, I.; Lucchesi, J. H.; Lucio Martinez, D.; Luo, M.; Lupato, H.; Luppi, A.; Lupton, E.; Lusiani, O.; Lyu, A.; Machefert, X.; Maciuc, F.; Maev, F.; Maguire, O.; Malde, K.; Malinin, S.; Maltsev, A.; Manca, T.; Mancinelli, G.; Manning, G.; Maratas, P.; Marchand, J.; Marconi, J. F.; Marin Benito, U.; Marino, C.; Marks, P.; Martellotti, J.; Martin, G.; Martinelli, M.; Martinez Santos, M.; Martinez Vidal, D.; Martins Tostes, F.; Massacrier, D.; Massafferri, L. M.; Matev, A.; Mathad, R.; Mathe, A.; Matteuzzi, Z.; Mauri, C.; Maurin, A.; Mazurov, B.; McCann, A.; McCarthy, M.; McNab, J.; McNulty, A.; Meadows, R.; Meier, B.; Meissner, F.; Melnychuk, M.; Merk, D.; Michielin, M.; Milanes, E.; Minard, D. A.; Mitzel, M. N.; Molina Rodriguez, D. S.; Monroy, J.; Monteil, I. A.; Morandin, S.; Morawski, M.; Mordà, P.; Morello, A.; Moron, M. J.; Morris, J.; Mountain, A. B.; Muheim, R.; Mulder, F.; Mussini, M.; Müller, M.; Müller, D.; Müller, J.; Müller, K.; Naik, V.; Nakada, P.; Nandakumar, T.; Nandi, R.; Nasteva, A.; Needham, I.; Neri, M.; Neubert, N.; Neufeld, S.; Neuner, N.; Nguyen, M.; Nguyen Mau, A. D.; Niess, C.; Nieswand, V.; Niet, S.; Nikitin, R.; Nikodem, N.; Novoselov, T.; O’Hanlon, A.; Oblakowska Mucha, D. P.; Obraztsov, A.; Ogilvy, V.; Oldeman, S.; Onderwater, R.; Otalora Goicochea, C. J. G.; Otto, J. M.; Owen, A.; Oyanguren, P.; Palano, A.; Palombo, A.; Palutan, F.; Panman, M.; Papanestis, J.; PAPPAGALLO, MARCO IGNAZIO; Pappalardo, M.; Pappenheimer, L. L.; Parker, C.; Parkes, W.; Passaleva, C.; Patel, G.; Patel, G. D.; Patrignani, M.; Pearce, C.; Pellegrino, A.; Penso, A.; Pepe Altarelli, G.; Perazzini, M.; Perret, S.; Pescatore, P.; Petridis, L.; Petrolini, K.; Petrov, A.; Petruzzo, A.; Picatoste Olloqui, M.; Pietrzyk, E.; Pikies, B.; Pinci, M.; Pistone, D.; Piucci, A.; Playfer, A.; Plo Casasus, S.; Poikela, M.; Polci, T.; Poluektov, F.; Polyakov, A.; Polycarpo, I.; Pomery, E.; Popov, G. J.; Popov, A.; Popovici, D.; Potterat, B.; Price, C.; Price, E.; Prisciandaro, J. D.; Pritchard, J.; Prouve, A.; Pugatch, C.; Puig Navarro, V.; Punzi, A.; Qian, G.; Quagliani, W.; Rachwal, R.; Rademacker, B.; Rama, J. H.; Ramos Pernas, M.; Rangel, M.; Raniuk, M. S.; Raven, I.; Redi, G.; Reichert, F.; dos Reis, S.; Remon Alepuz, A. C.; Renaudin, C.; Ricciardi, V.; Richards, S.; Rihl, S.; Rinnert, M.; Rives Molina, K.; Robbe, V.; Rodrigues, P.; Rodrigues, A. B.; Rodriguez Lopez, E.; Rodriguez Perez, J. A.; Rogozhnikov, P.; Roiser, A.; Romanovskiy, S.; Romero Vidal, V.; Ronayne, A.; Rotondo, J. W.; Ruf, M.; Ruiz Valls, T.; Saborido Silva, P.; Sagidova, J. J.; Saitta, N.; Salustino Guimaraes, B.; Sanchez Mayordomo, V.; Sanmartin Sedes, C.; Santacesaria, B.; Santamarina Rios, R.; Santimaria, C.; Santovetti, M.; Sarti, E.; Satriano, A.; Satta, C.; Saunders, A.; Savrina, D. M.; Schael, D.; Schellenberg, S.; Schiller, M.; Schindler, M.; Schlupp, H.; Schmelling, M.; Schmelzer, M.; Schmidt, T.; Schneider, B.; Schopper, O.; Schubert, A.; Schubiger, K.; Schune, M.; Schwemmer, M. H.; Sciascia, R.; Sciubba, B.; Semennikov, A.; Sergi, A.; Serra, A.; Serrano, N.; Sestini, J.; Seyfert, L.; Shapkin, P.; Shapoval, M.; Shcheglov, I.; Shears, Y.; Shekhtman, T.; Shevchenko, L.; Shires, V.; Siddi, A.; Silva Coutinho, B. G.; Silva de Oliveira, R.; Simi, L.; Sirendi, G.; Skidmore, M.; Skwarnicki, N.; Smith, T.; Smith, E.; Smith, I. T.; Smith, J.; Snoek, M.; Sokoloff, H.; Soler, M. D.; Souza, F. J. P.; Souza De Paula, D.; Spaan, B.; Spradlin, B.; Sridharan, P.; Stagni, S.; Stahl, F.; Stahl, M.; Stefko, S.; Stefkova, P.; Steinkamp, S.; Stenyakin, O.; Stevenson, O.; Stoica, S.; Stone, S.; Storaci, S.; Stracka, B.; Straticiuc, S.; Straumann, M.; Sun, U.; Sutcliffe, L.; Swientek, W.; Syropoulos, K.; Szczekowski, V.; Szumlak, M.; T’Jampens, T.; Tayduganov, S.; Tekampe, A.; Tellarini, T.; Teubert, G.; Thomas, F.; Thomas, C.; van Tilburg, E.; Tisserand, J.; Tobin, V.; Tolk, M.; Tomassetti, S.; Tonelli, L.; Topp Joergensen, D.; Tournefier, S.; Tourneur, E.; Trabelsi, S.; Traill, K.; Tran, M.; Tresch, M. T.; Trisovic, M.; Tsaregorodtsev, A.; Tsopelas, A.; Tuning, P.; Ukleja, N.; Ustyuzhanin, A.; Uwer, A.; Vacca, U.; Vagnoni, C.; Valat, V.; Valenti, S.; Vallier, G.; Vazquez Gomez, A.; Vazquez Regueiro, R.; Vecchi, P.; van Veghel, S.; Velthuis, M.; Veltri, J. J.; Veneziano, M.; Venkateswaran, G.; Vesterinen, A.; Viaud, M.; Vieira, B.; Vieites Diaz, D.; Vilasis Cardona, M.; Volkov, X.; Vollhardt, V.; Voneki, A.; Voong, B.; Vorobyev, D.; Vorobyev, A.; Voß, V.; de Vries, C.; Vázquez Sierra, J. A.; Waldi, C.; Wallace, R.; Wallace, C.; Walsh, R.; Wang, J.; Ward, J.; Watson, D. R.; Websdale, N. K.; Weiden, D.; Whitehead, A.; Wicht, M.; Wilkinson, J.; Wilkinson, G.; Williams, M.; Williams, M.; Williams, M. P.; Williams, M.; Wilson, T.; Wimberley, F. F.; Wishahi, J.; Wislicki, J.; Witek, W.; Wormser, M.; Wotton, G.; Wraight, S. A.; Wright, K.; Wyllie, S.; Xie, K.; Xing, Y.; Xu, Z.; Yang, Z.; Yin, Z.; Yu, H.; Yuan, J.; Yushchenko, X.; Zangoli, O.; Zarebski, M.; Zavertyaev, K. A.; Zhang, M.; Zhang, L.; Zhang, Y.; Zhelezov, Y.; Zheng, A.; Zhokhov, Y.; Zhukov, A.; Zucchelli, V.

doi:10.1007/JHEP11(2016)047

A measurement of the differential branching fraction of the decay B0 → K∗(892)0μ+μ− is presented together with a determination of the S-wave fraction of the K+π− system in the decay B0 → K+π−μ+μ−. The analysis is based on pp-collision data corresponding to an integrated luminosity of 3 fb−1 collected with the LHCb experiment. The measurements are made in bins of the invariant mass squared of the dimuon system, q2. Precise theoretical predictions for the differential branching fraction of B0 → K∗(892)0μ+μ− decays are available for the q2 region 1.1 < q2< 6.0 GeV2/c4. In this q2 region, for the K+π− invariant mass range 796 < mKπ< 996 MeV/c2, the S-wave fraction of the K+π− system in B0 → K+π−μ+μ− decays is found to be FS=0.101±0.017(stat)±0.009(syst), and the differential branching fraction of B0 → K∗(892)0μ+μ− decays is determined to be dℬ/dq2=(0.392−0.019 +0.020(stat)±0.010(syst)±0.027(norm))×10−7c4/GeV2. The differential branching fraction measurements presented are the most precise to date and are found to be in agreement with Standard Model predictions. © 2016, The Author(s).