Abstract
A search for D0 meson decays to the π+π-e+e- and K+K-e+e- final states is reported using a sample of proton-proton collisions collected by the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 6 fb-1. The decay D0→π+π-e+e- is observed for the first time when requiring that the two electrons are consistent with coming from the decay of a φ or ρ0/ω meson. The corresponding branching fractions are measured relative to the D0→K-π-[e+e-]ρ0/ω decay, where the two electrons are consistent with coming from the decay of a ρ0 or ω meson. No evidence is found for the D0→K+K-e+e- decay and world-best limits are set on its branching fraction. The results are compared to, and found to be consistent with, the branching fractions of the D0→π+π-μ+μ- and D0→K+K-μ+μ- decays recently measured by LHCb and confirm lepton universality at the current precision.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | L091101 |
| Pages (from-to) | 1-13 |
| Number of pages | 13 |
| Journal | Physical Review D |
| Volume | 111 |
| Issue number | 9 |
| Early online date | 5 May 2025 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - May 2025 |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2025 CERN, for the LHCb Collaboration. Published by the American Physical Society under the terms of the "https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP
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In: Physical Review D, Vol. 111, No. 9, L091101, 05.2025, p. 1-13.
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T1 - Search for D0 meson decays to π+π-e+e- and K+K-e+e- final states
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AU - Poeschl, T.
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AU - Poli Lener, M.
AU - Poluektov, A.
AU - Polukhina, N.
AU - Polyakov, I.
AU - Polycarpo, E.
AU - Ponce, S.
AU - Popov, D.
AU - Poslavskii, S.
AU - Prasanth, K.
AU - Prouve, C.
AU - Provenzano, D.
AU - Pugatch, V.
AU - Punzi, G.
AU - Qasim, S.
AU - Qian, Q. Q.
AU - Qian, W.
AU - Qin, N.
AU - Qu, S.
AU - Quagliani, R.
AU - Rabadan Trejo, R. I.
AU - Rademacker, J. H.
AU - Rama, M.
AU - Ramírez García, M.
AU - Ramos De Oliveira, V.
AU - Ramos Pernas, M.
AU - Rangel, M. S.
AU - Ratnikov, F.
AU - Raven, G.
AU - Rebollo De Miguel, M.
AU - Redi, F.
AU - Reich, J.
AU - Reiss, F.
AU - Ren, Z.
AU - Resmi, P. K.
AU - Ribatti, R.
AU - Ricart, G. R.
AU - Riccardi, D.
AU - Ricciardi, S.
AU - Richardson, K.
AU - Richardson-Slipper, M.
AU - Rinnert, K.
AU - Robbe, P.
AU - Robertson, G.
AU - Rodrigues, E.
AU - Rodriguez Alvarez, A.
AU - Rodriguez Fernandez, E.
AU - Rodriguez Lopez, J. A.
AU - Rodriguez Rodriguez, E.
AU - Roensch, J.
AU - Rogachev, A.
AU - Rogovskiy, A.
AU - Rolf, D. L.
AU - Roloff, P.
AU - Romanovskiy, V.
AU - Romero Vidal, A.
AU - Romolini, G.
AU - Ronchetti, F.
AU - Rong, T.
AU - Rotondo, M.
AU - Roy, S. R.
AU - Rudolph, M. S.
AU - Ruiz Diaz, M.
AU - Ruiz Fernandez, R. A.
AU - Ruiz Vidal, J.
AU - Ryzhikov, A.
AU - Ryzka, J.
AU - Saavedra-Arias, J. J.
AU - Saborido Silva, J. J.
AU - Sadek, R.
AU - Sagidova, N.
AU - Sahoo, D.
AU - Sahoo, N.
AU - Saitta, B.
AU - Salomoni, M.
AU - Sanderswood, I.
AU - Santacesaria, R.
AU - Santamarina Rios, C.
AU - Santimaria, M.
AU - Santoro, L.
AU - Santovetti, E.
AU - Saputi, A.
AU - Saranin, D.
AU - Sarnatskiy, A.
AU - Sarpis, G.
AU - Sarpis, M.
AU - Satriano, C.
AU - Satta, A.
AU - Saur, M.
AU - Savrina, D.
AU - Sazak, H.
AU - Sborzacchi, F.
AU - Scantlebury Smead, L. G.
AU - Scarabotto, A.
AU - Schael, S.
AU - Scherl, S.
AU - Schiller, M.
AU - Schindler, H.
AU - Schmelling, M.
AU - Schmidt, B.
AU - Schmitt, S.
AU - Schmitz, H.
AU - Schneider, O.
AU - Schopper, A.
AU - Schulte, N.
AU - Schulte, S.
AU - Schune, M. H.
AU - Schwemmer, R.
AU - Schwering, G.
AU - Sciascia, B.
AU - Sciuccati, A.
AU - Segal, I.
AU - Sellam, S.
AU - Semennikov, A.
AU - Senger, T.
AU - Senghi Soares, M.
AU - Sergi, A.
AU - Serra, N.
AU - Sestini, L.
AU - Seuthe, A.
AU - Shang, Y.
AU - Shangase, D. M.
AU - Shapkin, M.
AU - Sharma, R. S.
AU - Shchemerov, I.
AU - Shchutska, L.
AU - Shears, T.
AU - Shekhtman, L.
AU - Shen, Z.
AU - Sheng, S.
AU - Shevchenko, V.
AU - Shi, B.
AU - Shi, Q.
AU - Shimizu, Y.
AU - Shmanin, E.
AU - Shorkin, R.
AU - Shupperd, J. D.
AU - Silva Coutinho, R.
AU - Simi, G.
AU - Simone, S.
AU - Skidmore, N.
AU - Skwarnicki, T.
AU - Slater, M. W.
AU - Smallwood, J. C.
AU - Smith, E.
AU - Smith, K.
AU - Smith, M.
AU - Snoch, A.
AU - Soares Lavra, L.
AU - Sokoloff, M. D.
AU - Soler, F. J.P.
AU - Solomin, A.
AU - Solovev, A.
AU - Solovyev, I.
AU - Sommerfeld, N. S.
AU - Song, R.
AU - Song, Y.
AU - Song, Y.
AU - Song, Y. S.
AU - Souza De Almeida, F. L.
AU - Souza De Paula, B.
AU - Spadaro Norella, E.
AU - Spedicato, E.
AU - Speer, J. G.
AU - Spiridenkov, E.
AU - Spradlin, P.
AU - Sriskaran, V.
AU - Stagni, F.
AU - Stahl, M.
AU - Stahl, S.
AU - Stanislaus, S.
AU - Stefaniak, M.
AU - Stein, E. N.
AU - Steinkamp, O.
AU - Stenyakin, O.
AU - Stevens, H.
AU - Strekalina, D.
AU - Su, Y.
AU - Suljik, F.
AU - Sun, J.
AU - Sun, L.
AU - Sundfeld, D.
AU - Sutcliffe, W.
AU - Swallow, P. N.
AU - Swientek, K.
AU - Swystun, F.
AU - Szabelski, A.
AU - Szumlak, T.
AU - Tan, Y.
AU - Tang, Y.
AU - Tat, M. D.
AU - Terentev, A.
AU - Terzuoli, F.
AU - Teubert, F.
AU - Thomas, E.
AU - Thompson, D. J.D.
AU - Tilquin, H.
AU - Tisserand, V.
AU - T'jampens, S.
AU - Tobin, M.
AU - Tomassetti, L.
AU - Tonani, G.
AU - Tong, X.
AU - Tork, T.
AU - Torres Machado, D.
AU - Toscano, L.
AU - Tou, D. Y.
AU - Trippl, C.
AU - Tuci, G.
AU - Tuning, N.
AU - Uecker, L. H.
AU - Ukleja, A.
AU - Unverzagt, D. J.
AU - Urbach, B.
AU - Usachov, A.
AU - Ustyuzhanin, A.
AU - Uwer, U.
AU - Vagnoni, V.
AU - Valcarce Cadenas, V.
AU - Valenti, G.
AU - Valls Canudas, N.
AU - Van Eldik, J.
AU - Van Hecke, H.
AU - Van Herwijnen, E.
AU - Van Hulse, C. B.
AU - Van Laak, R.
AU - Van Veghel, M.
AU - Vasquez, G.
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 - Verdoglia, M.
AU - Vesterinen, M.
AU - Vico Benet, D.
AU - Vidrier Villalba, P.
AU - Vieites Diaz, M.
AU - Vilasis-Cardona, X.
AU - Vilella Figueras, E.
AU - Villa, A.
AU - Vincent, P.
AU - Volle, F. C.
AU - Vom Bruch, D.
AU - Voropaev, N.
AU - Vos, K.
AU - Vrahas, C.
AU - Wagner, J.
AU - Walsh, J.
AU - Walton, E. J.
AU - Wan, G.
AU - Wang, C.
AU - Wang, G.
AU - Wang, H.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, M.
AU - Wang, N. W.
AU - Wang, R.
AU - Wang, X.
AU - Wang, X.
AU - Wang, X. W.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Y. W.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Ward, J. A.
AU - Waterlaat, M.
AU - Watson, N. K.
AU - Websdale, D.
AU - Wei, Y.
AU - Wendel, J.
AU - Westhenry, B. D.C.
AU - White, C.
AU - Whitehead, M.
AU - Whiter, E.
AU - Wiederhold, A. R.
AU - Wiedner, D.
AU - Wilkinson, G.
AU - Wilkinson, M. K.
AU - Williams, M.
AU - Williams, M. J.
AU - Williams, M. R.J.
AU - Williams, R.
AU - Williams, Z.
AU - Wilson, F. F.
AU - Winn, M.
AU - Wislicki, W.
AU - Witek, M.
AU - Witola, L.
AU - Wormser, G.
AU - Wotton, S. A.
AU - Wu, H.
AU - Wu, J.
AU - Wu, X.
AU - Wu, Y.
AU - Wu, Z.
AU - Wyllie, K.
AU - Xian, S.
AU - Xiang, Z.
AU - Xie, Y.
AU - Xing, T. X.
AU - Xu, A.
AU - Xu, L.
AU - Xu, L.
AU - Xu, M.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Yang, K.
AU - Yang, S.
AU - Yang, X.
AU - Yang, Y.
AU - Yang, Z.
AU - Yeroshenko, V.
AU - Yeung, H.
AU - Yin, H.
AU - Yin, X.
AU - Yu, C. Y.
AU - Yu, J.
AU - Yuan, X.
AU - Yuan, Y.
AU - Zaffaroni, E.
AU - Zavertyaev, M.
AU - Zdybal, M.
AU - Zenesini, F.
AU - Zeng, C.
AU - Zeng, M.
AU - Zhang, C.
AU - Zhang, D.
AU - Zhang, J.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, Y. Z.
AU - Zhang, Z.
AU - Zhao, Y.
AU - Zhelezov, A.
AU - Zheng, S. Z.
AU - Zheng, X. Z.
AU - Zheng, Y.
AU - Zhou, T.
AU - Zhou, X.
AU - Zhou, Y.
AU - Zhovkovska, V.
AU - Zhu, L. Z.
AU - Zhu, X.
AU - Zhu, X.
AU - Zhukov, V.
AU - Zhuo, J.
AU - Zou, Q.
AU - Zuliani, D.
AU - Zunica, G.
AU - (LHCb Collaboration)
N1 - Publisher Copyright: © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration. Published by the American Physical Society under the terms of the "https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP
PY - 2025/5
Y1 - 2025/5
N2 - A search for D0 meson decays to the π+π-e+e- and K+K-e+e- final states is reported using a sample of proton-proton collisions collected by the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 6 fb-1. The decay D0→π+π-e+e- is observed for the first time when requiring that the two electrons are consistent with coming from the decay of a φ or ρ0/ω meson. The corresponding branching fractions are measured relative to the D0→K-π-[e+e-]ρ0/ω decay, where the two electrons are consistent with coming from the decay of a ρ0 or ω meson. No evidence is found for the D0→K+K-e+e- decay and world-best limits are set on its branching fraction. The results are compared to, and found to be consistent with, the branching fractions of the D0→π+π-μ+μ- and D0→K+K-μ+μ- decays recently measured by LHCb and confirm lepton universality at the current precision.
AB - A search for D0 meson decays to the π+π-e+e- and K+K-e+e- final states is reported using a sample of proton-proton collisions collected by the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 6 fb-1. The decay D0→π+π-e+e- is observed for the first time when requiring that the two electrons are consistent with coming from the decay of a φ or ρ0/ω meson. The corresponding branching fractions are measured relative to the D0→K-π-[e+e-]ρ0/ω decay, where the two electrons are consistent with coming from the decay of a ρ0 or ω meson. No evidence is found for the D0→K+K-e+e- decay and world-best limits are set on its branching fraction. The results are compared to, and found to be consistent with, the branching fractions of the D0→π+π-μ+μ- and D0→K+K-μ+μ- decays recently measured by LHCb and confirm lepton universality at the current precision.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/105005156669
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/105005156669#tab=citedBy
U2 - 10.1103/PhysRevD.111.L091101
DO - 10.1103/PhysRevD.111.L091101
M3 - Article
AN - SCOPUS:105005156669
SN - 2470-0010
VL - 111
SP - 1
EP - 13
JO - Physical Review D
JF - Physical Review D
IS - 9
M1 - L091101
ER -