2024/11/15 by ATLAS Collaboration, G. Aad, Erlend Aakvaag +98 · 1 voice
Physics and Astronomy · #Particle physics theoretical and experimental studies #Quantum Chromodynamics and Particle Interactions #High-Energy Particle Collisions Research
paper · pdf · doi:10.1140/epjc/s10052-025-14232-8
Abstract A measurement of the B0 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> meson lifetime using B0 → J/ψ K*0 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mmultiscripts> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mrow/> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mmultiscripts> </mml:mrow> </mml:math> decays in data from 13 \text TeV <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtext>TeV</mml:mtext> </mml:math> proton–proton collisions with an integrated luminosity of 140~\mathrm fb-1 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>140</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:msup> <mml:mi>fb</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> recorded by the ATLAS detector at the LHC is presented. The measured effective lifetime is τ = 1.5053± 0.0012~\mathrm (stat.) ± 0.0035~\mathrm (syst.)~ps. <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>τ</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1.5053</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.0012</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>stat</mml:mi> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.0035</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>syst</mml:mi> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mspace/> <mml:mi>ps</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>.</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> The average decay width extracted from the effective lifetime, using parameters from external sources, is \beginaligned Γ d = 0.6639± 0.0005~\mathrm (stat.) ± 0.0016~\mathrm (syst.)
± 0.0038~\text (ext.) \text ~ps-1, \endaligned <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtable> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>Γ</mml:mi> <mml:mi>d</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.6639</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.0005</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>stat</mml:mi> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.0016</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>syst</mml:mi> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr> <mml:mtd> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.0038</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mtext>(ext.)</mml:mtext> <mml:mspace/> <mml:msup> <mml:mtext>ps</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:mrow> </mml:math> where the uncertainties are statistical, systematic and from external sources. The earlier ATLAS measurement of Γ s <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>Γ</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> in the B0s → J/ψ φ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mi>ϕ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math>