Observation of CP violation in two-body $$ {B}_{(s)}^0 $$-meson decays to charged pions and kaons
R. Aaij, C. Abellán Beteta, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, H. Afsharnia, C. A. Aidala, S. Aiola, Z. Ajaltouni, S. Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Z. Aliouche, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, A. Andreianov, M. Andreotti, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, S. Baker, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J. Baptista Leite, R. J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J. M. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, M. Becker, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, H. C. Bernstein, C. Bertella, E. Bertholet, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M. O. Bettler, Ia. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M. S. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bizzeti, M. Bjørn, M. P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, A. Bondar, N. Bondar, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, J. T. Borsuk, S. A. Bouchiba, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi
Abstract
A bstract The time-dependent CP asymmetries of B 0 → π + π − and $$ {B}_s^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math> → K + K − decays are measured using a data sample of pp collisions corresponding to an integrated luminosity of 1.9 fb − 1 , collected with the LHCb detector at a centre-of-mass energy of 13 TeV. The results are $$ {\displaystyle \begin{array}{c}{C}_{\pi \pi}=-0.311\pm 0.045\pm 0.015,\\ {}{S}_{\pi \pi}=-0.706\pm 0.042\pm 0.013,\\ {}{C}_{KK}=0.123\pm 0.034\pm 0.015,\\ {}{S}_{KK}=0.164\pm 0.034\pm 0.014,\\ {}{\mathcal{A}}_{KK}^{\Delta \varGamma }=-0.83\pm 0.05\pm 0.09,\end{array}} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>ππ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.311</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.045</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.015</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>ππ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.706</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.042</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.013</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>KK</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.123</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.034</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.015</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>KK</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.164</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.034</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.014</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>KK</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Δ</mml:mi><mml:mi>Γ</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.83</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.09</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math> where the first uncertainties are statistical and the second systematic. The same data sample is used to measure the time-integrated CP asymmetries of B 0 → K + π − and $$ {B}_s^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math> → K − π + decays and the results are $$ {\displaystyle \begin{array}{c}{A}_{CP}^{B^0}=-0.0824\pm 0.0033\pm 0.0033,\\ {}{A}_{CP}^{B_s^0}=0.236\pm 0.013\pm 0.011.\end{array}} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>CP</mml:mi><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.0824</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.0033</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.0033</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>CP</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.236</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.013</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.011</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math> All results are consistent with earlier measurements. A combination of LHCb measurements provides the first observation of time-dependent CP violation in $$ {B}_s^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup></mml:math> decays.