Abstract
We report a measurement of the mass difference between neutral charm-meson eigenstates using a novel approach that enhances sensitivity to this parameter. We use 2.3×106 D0→KS0π+π- decays reconstructed in proton-proton collisions collected by the LHCb experiment in 2011 and 2012. Allowing for CP violation in mixing and in the interference between mixing and decay, we measure the CP-averaged normalized mass difference xCP=[2.7±1.6(stat)±0.4(syst)]×10-3 and the CP-violating parameter Δx=[-0.53±0.70(stat)±0.22(syst)]×10-3. The results are consistent with CP symmetry. These determinations are the most precise from a single experiment and, combined with current world-average results, yield the first evidence that the masses of the neutral charm-meson eigenstates differ.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 231802 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 122 |
| Issue number | 23 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 14 Jun 2019 |
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We express our gratitude to our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC. We thank the technical and administrative staff at the LHCb institutes. We acknowledge support from CERN and from the national agencies: CAPES, CNPq, FAPERJ and FINEP (Brazil); MOST and NSFC (China); CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG, and MPG (Germany); INFN (Italy); NWO (Netherlands); MNiSW and NCN (Poland); MEN/IFA (Romania); MSHE (Russia); MinECo (Spain); SNSF and SER (Switzerland); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); NSF (USA). We acknowledge the computing resources that are provided by CERN, IN2P3 (France), KIT and DESY (Germany), INFN (Italy), SURF (Netherlands), PIC (Spain), GridPP (United Kingdom), RRCKI and Yandex LLC (Russia), CSCS (Switzerland), IFIN-HH (Romania), CBPF (Brazil), PL-GRID (Poland), and OSC (USA). We are indebted to the communities behind the multiple open-source software packages on which we depend. Individual groups or members have received support from the AvH Foundation (Germany); EPLANET, Marie Skłodowska-Curie Actions, and ERC (European Union); ANR, Labex P2IO, OCEVU, and Région Auvergne-Rhône-Alpes (France); the Key Research Program of Frontier Sciences of CAS, CAS PIFI, and the Thousand Talents Program (China); RFBR, RSF, and Yandex, LLC (Russia); GVA, XuntaGal, and GENCAT (Spain); the Royal Society and the Leverhulme Trust (United Kingdom); and Laboratory Directed Research and Development program of LANL (USA).
| Funders | Funder number |
|---|---|
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In: Physical Review Letters, Vol. 122, No. 23, 231802, 14.06.2019.
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T1 - Measurement of the Mass Difference between Neutral Charm-Meson Eigenstates
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AU - Straumann, U.
AU - Strokov, S.
AU - Sun, J.
AU - Sun, L.
AU - Sun, Y.
AU - Swientek, K.
AU - Szabelski, A.
AU - Szumlak, T.
AU - Szymanski, M.
AU - Tang, Z.
AU - Tekampe, T.
AU - Tellarini, G.
AU - Teubert, F.
AU - Thomas, E.
AU - Tilley, M. J.
AU - Tisserand, V.
AU - T'Jampens, S.
AU - Tobin, M.
AU - Tolk, S.
AU - Tomassetti, L.
AU - Tonelli, D.
AU - Tou, D. Y.
AU - Tourinho Jadallah Aoude, R.
AU - Tournefier, E.
AU - Traill, M.
AU - Tran, M. T.
AU - Trisovic, A.
AU - Tsaregorodtsev, A.
AU - Tuci, G.
AU - Tully, A.
AU - Tuning, N.
AU - Ukleja, A.
AU - Usachov, A.
AU - Ustyuzhanin, A.
AU - Uwer, U.
AU - Vagner, A.
AU - Vagnoni, V.
AU - Valassi, A.
AU - Valat, S.
AU - Valenti, G.
AU - Van Beuzekom, M.
AU - Van Herwijnen, E.
AU - Van Hulse, C. B.
AU - Van Tilburg, J.
AU - Van Veghel, M.
AU - Vazquez Gomez, R.
AU - Vazquez Regueiro, P.
AU - Vázquez Sierra, C.
AU - Vecchi, S.
AU - Velthuis, J. J.
AU - Veltri, M.
AU - Venkateswaran, A.
AU - Vernet, M.
AU - Veronesi, M.
AU - Vesterinen, M.
AU - Viana Barbosa, J. V.
AU - Vieira, D.
AU - Vieites Diaz, M.
AU - Viemann, H.
AU - Vilasis-Cardona, X.
AU - Vitkovskiy, A.
AU - Vitti, M.
AU - Volkov, V.
AU - Vollhardt, A.
AU - Vom Bruch, D.
AU - Voneki, B.
AU - Vorobyev, A.
AU - Vorobyev, V.
AU - Voropaev, N.
AU - Waldi, R.
AU - Walsh, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, M.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Z.
AU - Ward, D. R.
AU - Wark, H. M.
AU - Watson, N. K.
AU - Websdale, D.
AU - Weiden, A.
AU - Weisser, C.
AU - Whitehead, M.
AU - Wilkinson, G.
AU - Wilkinson, M.
AU - Williams, I.
AU - Williams, M.
AU - Williams, M. R.J.
AU - Williams, T.
AU - Wilson, F. F.
AU - Winn, M.
AU - Wislicki, W.
AU - Witek, M.
AU - Wormser, G.
AU - Wotton, S. A.
AU - Wyllie, K.
AU - Xiao, D.
AU - Xie, Y.
AU - Xing, H.
AU - Xu, A.
AU - Xu, M.
AU - Xu, Q.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Yang, Z.
AU - Yang, Z.
AU - Yao, Y.
AU - Yeomans, L. E.
AU - Yin, H.
AU - Yu, J.
AU - Yuan, X.
AU - Yushchenko, O.
AU - Zarebski, K. A.
AU - Zavertyaev, M.
AU - Zeng, M.
AU - Zhang, D.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, W. C.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhelezov, A.
AU - Zheng, Y.
AU - Zhu, X.
AU - Zhukov, V.
AU - Zonneveld, J. B.
AU - Zucchelli, S.
AU - (LHCb Collaboration)
PY - 2019/6/14
Y1 - 2019/6/14
N2 - We report a measurement of the mass difference between neutral charm-meson eigenstates using a novel approach that enhances sensitivity to this parameter. We use 2.3×106 D0→KS0π+π- decays reconstructed in proton-proton collisions collected by the LHCb experiment in 2011 and 2012. Allowing for CP violation in mixing and in the interference between mixing and decay, we measure the CP-averaged normalized mass difference xCP=[2.7±1.6(stat)±0.4(syst)]×10-3 and the CP-violating parameter Δx=[-0.53±0.70(stat)±0.22(syst)]×10-3. The results are consistent with CP symmetry. These determinations are the most precise from a single experiment and, combined with current world-average results, yield the first evidence that the masses of the neutral charm-meson eigenstates differ.
AB - We report a measurement of the mass difference between neutral charm-meson eigenstates using a novel approach that enhances sensitivity to this parameter. We use 2.3×106 D0→KS0π+π- decays reconstructed in proton-proton collisions collected by the LHCb experiment in 2011 and 2012. Allowing for CP violation in mixing and in the interference between mixing and decay, we measure the CP-averaged normalized mass difference xCP=[2.7±1.6(stat)±0.4(syst)]×10-3 and the CP-violating parameter Δx=[-0.53±0.70(stat)±0.22(syst)]×10-3. The results are consistent with CP symmetry. These determinations are the most precise from a single experiment and, combined with current world-average results, yield the first evidence that the masses of the neutral charm-meson eigenstates differ.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85067362522&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85067362522&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.122.231802
DO - 10.1103/PhysRevLett.122.231802
M3 - Article
AN - SCOPUS:85067362522
SN - 0031-9007
VL - 122
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
IS - 23
M1 - 231802
ER -