# Search for the rare decay $B^{+} \rightarrow   {\mu}^{+}{\mu}^{-}{\mu}^{+}{\nu}_{{\mu}}$

**Authors:** LHCb collaboration: R. Aaij, C. Abell\'an Beteta, B. Adeva, M., Adinolfi, C.A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, P. Albicocco, J. Albrecht, F., Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle,, A.A. Alves Jr, S. Amato, S. Amerio, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, G., Andreassi, M. Andreotti, J.E. Andrews, F. Archilli, P. d'Argent, J. Arnau, Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B., Audurier, S. Bachmann, J.J. Back, S. Baker, V. Balagura, W. Baldini, A., Baranov, R.J. Barlow, G.C. Barrand, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F., Baryshnikov, V. Batozskaya, B. Batsukh, A. Battig, V. Battista, A. Bay, J., Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J. Bel, S. Belin, N. Beliy, V., Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G. Bencivenni, S., Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, E. Bertholet, A., Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M.O. Bettler, M. van Beuzekom, Ia., Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, S. Bifani, P. Billoir, A. Birnkraut, A., Bizzeti, M. Bj{\o}rn, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska,, V. Bocci, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar, S. Borghi, M., Borisyak, M. Borsato, F. Bossu, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, C. Bozzi, S., Braun, M. Brodski, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, E. Buchanan,, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H., Cai, R. Calabrese, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P., Campana, D.H. Campora Perez, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R., Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, L., Cassina, M. Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, D. Chamont, M.G. Chapman, M., Charles, Ph. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, V., Chekalina, C. Chen, S. Chen, S.-G. Chitic, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A., Chubykin, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, F. Cindolo, P.E.L. Clarke,, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, V. Coco, J.A.B. Coelho, J. Cogan, E., Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, A. Comerma-Montells, A., Contu, G. Coombs, S. Coquereau, G. Corti, M. Corvo, C.M. Costa Sobral, B., Couturier, G.A. Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R. Currie, C., D'Ambrosio, F. Da Cunha Marinho, C.L. Da Silva, E. Dall'Occo, J. Dalseno, A., Danilina, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De, Cian, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, C.T. Dean, D., Decamp, L. Del Buono, B. Delaney, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D., Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di, Nezza, S. Didenko, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A. Dosil Su\'arez, L., Douglas, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, P. Durante, J.M., Durham, D. Dutta, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A. Dzyuba, S., Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U. Eitschberger, R., Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, S. Escher, S. Esen, T. Evans, A., Falabella, N. Farley, S. Farry, D. Fazzini, L. Federici, P. Fernandez, Declara, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira, Rodrigues, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, C., Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty,, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk, C. F\"arber, M. F\'eo, E., Gabriel, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, Y. Gan, M., Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, B. Garcia Plana, J., Garc\'ia Pardi\~nas, J. Garra Tico, L. Garrido, D. Gascon, C. Gaspar, L., Gavardi, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D., Gerstel, Ph. Ghez, V. Gibson, O.G. Girard, P. Gironella Gironell, L. Giubega,, K. Gizdov, V.V. Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov,, C. Gotti, E. Govorkova, J.P. Grabowski, R. Graciani Diaz, L.A. Granado, Cardoso, E. Graug\'es, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P., Griffith, L. Grillo, L. Gruber, B.R. Gruberg Cazon, O. Gr\"unberg, C. Gu, E., Gushchin, A. Guth, Yu. Guz, T. Gys, C. G\"obel, T. Hadavizadeh, C., Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, B. Hamilton, X. Han, T.H., Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S.T. Harnew, T. Harrison, C. Hasse,, M. Hatch, J. He, M. Hecker, K. Heinicke, A. Heister, K. Hennessy, L. Henry,, E. van Herwijnen, J. Heuel, M. He{\ss}, A. Hicheur, R. Hidalgo Charman, D., Hill, M. Hilton, P.H. Hopchev, J. Hu, W. Hu, W. Huang, Z.C. Huard, W., Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M., Idzik, P. Ilten, A. Inyakin, K. Ivshin, R. Jacobsson, J. Jalocha, E. Jans,, B.K. Jashal, A. Jawahery, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, C., Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M. Karacson, J.M. Kariuki, S. Karodia,, N. Kazeev, M. Kecke, F. Keizer, M. Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, E., Khairullin, B. Khanji, C. Khurewathanakul, K.E. Kim, T. Kirn, S. Klaver, K., Klimaszewski, T. Klimkovich, S. Koliiev, M. Kolpin, R. Kopecna, P., Koppenburg, I. Kostiuk, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L. Kravchuk, M. Kreps, F., Kress, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V., Kudryavtsev, A.K. Kuonen, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A., Lai, D. Lancierini, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni,, R. Le Gac, A. Leflat, J. Lefran\c{c}ois, R. Lef\`evre, F. Lemaitre, O. Leroy,, T. Lesiak, B. Leverington, P.-R. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Likhomanenko,, R. Lindner, F. Lionetto, V. Lisovskyi, G. Liu, X. Liu, D. Loh, A. Loi, I., Longstaff, J.H. Lopes, G.H. Lovell, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, A., Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, V., Macko, P. Mackowiak, S. Maddrell-Mander, O. Maev, K. Maguire, D. Maisuzenko,, M.W. Majewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G., Mancinelli, D. Marangotto, J. Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi, C. Marin, Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks, P.J. Marshall, G. Martellotti,, M. Martin, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A., Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, C. Matteuzzi, A., Mauri, E. Maurice, B. Maurin, A. Mazurov, M. McCann, A. McNab, R. McNulty,, J.V. Mead, B. Meadows, C. Meaux, N. Meinert, D. Melnychuk, M. Merk, A. Merli,, E. Michielin, D.A. Milanes, E. Millard, M.-N. Minard, L. Minzoni, D.S., Mitzel, A. Mogini, R.D. Moise, T. Momb\"acher, I.A. Monroy, S. Monteil, M., Morandin, G. Morello, M.J. Morello, O. Morgunova, J. Moron, A.B. Morris, R., Mountain, F. Muheim, M. Mulder, C.H. Murphy, D. Murray, A. M\"odden, D., M\"uller, J. M\"uller, K. M\"uller, V. M\"uller, P. Naik, T. Nakada, R., Nandakumar, A. Nandi, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert,, N. Neufeld, M. Neuner, R. Newcombe, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand,, R. Niet, N. Nikitin, A. Nogay, N.S. Nolte, D.P. O'Hanlon, A., Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R. Oldeman, C.J.G. Onderwater, A., Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren,, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, G. Panshin, A. Papanestis, M., Pappagallo, L.L. Pappalardo, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore,, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe, Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A., Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M., Pikies, M. Pili, D. Pinci, J. Pinzino, F. Pisani, A. Piucci, V. Placinta, S., Playfer, J. Plews, M. Plo Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, N., Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D., Popov, S. Poslavskii, C. Potterat, E. Price, J. Prisciandaro, C. Prouve, V., Pugatch, A. Puig Navarro, H. Pullen, G. Punzi, W. Qian, J. Qin, R. Quagliani,, B. Quintana, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S., Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Ravonel Salzgeber, M. Reboud, F. Redi, S., Reichert, A.C. dos Reis, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, S., Ricciardi, S. Richards, K. Rinnert, P. Robbe, A. Robert, A.B. Rodrigues, E., Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, M. Roehrken, S. Roiser, A. Rollings, V., Romanovskiy, A. Romero Vidal, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, J. Ruiz, Vidal, J.J. Saborido Silva, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes,, C. Sanchez Gras, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria,, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, G. Sarpis, A. Sarti, C., Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M., Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O., Schneider, A. Schopper, H.F. Schreiner, M. Schubiger, M.H. Schune, R., Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, E.S. Sepulveda, A. Sergi,, N. Serra, J. Serrano, L. Sestini, A. Seuthe, P. Seyfert, M. Shapkin, Y., Shcheglov, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, E. Shmanin, B.G. Siddi, R., Silva Coutinho, L. Silva de Oliveira, G. Simi, S. Simone, I. Skiba, N., Skidmore, T. Skwarnicki, M.W. Slater, J.G. Smeaton, E. Smith, I.T. Smith, M., Smith, M. Soares, l. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, B. Souza De, Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S., Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, M., Stepanova, H. Stevens, A. Stocchi, S. Stone, B. Storaci, S. Stracka, M.E., Stramaglia, M. Straticiuc, U. Straumann, S. Strokov, J. Sun, L. Sun, K., Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, S. T'Jampens, Z. Tang, A., Tayduganov, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, J. van Tilburg,, M.J. Tilley, V. Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, D.Y., Tou, R. Tourinho Jadallah Aoude, E. Tournefier, M. Traill, M.T. Tran, A., Trisovic, A. Tsaregorodtsev, G. Tuci, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A., Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, S., Valat, G. Valenti, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, M. van, Veghel, J.J. Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano, A. Venkateswaran, M. Vernet,, M. Veronesi, N.V. Veronika, M. Vesterinen, J.V. Viana Barbosa, D. Vieira, M., Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, A. Vitkovskiy, M. Vitti, V., Volkov, A. Vollhardt, D. Vom Bruch, B. Voneki, A. Vorobyev, V. Vorobyev, J.A., de Vries, C. V\'azquez Sierra, R. Waldi, J. Walsh, J. Wang, M. Wang, Y. Wang,, Z. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, C., Weisser, M. Whitehead, J. Wicht, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams,, M.R.J. Williams, M. Williams, T. Williams, F.F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki,, M. Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K. Wyllie, D. Xiao, Y. Xie, A. Xu, M. Xu,, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, L.E. Yeomans, H. Yin, J. Yu,, X. Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, D. Zhang, L. Zhang,, W.C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, J.B., Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1812.06004 · 2019-08-21

## TL;DR

This paper reports a search for a rare B+ meson decay involving three muons and a neutrino, using LHCb data, resulting in setting an upper limit on its branching fraction due to no significant signal detection.

## Contribution

First search for the $B^{+} ightarrow \mu^{+}\mu^{-}\mu^{+}
u_{\mu}$ decay using LHCb data, establishing an upper limit on its branching fraction.

## Key findings

- No significant excess observed over background.
- Upper limit on branching fraction set at $1.6 	imes 10^{-8}$.
- Analysis in the specified kinematic region.

## Abstract

A search for the rare leptonic decay $B^{+} \rightarrow {\mu}^{+}{\mu}^{-}{\mu}^{+}{\nu}_{{\mu}}$ is performed using proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of $4.7$ fb$^{-1}$ collected by the LHCb experiment. The search is carried out in the region where the lowest of the two ${\mu}^{+}{\mu}^{-}$ mass combinations is below $980$MeV/c$^{2}$. The data are consistent with the background-only hypothesis and an upper limit of $1.6 \times 10^{-8}$ at 95% confidence level is set on the branching fraction in the stated kinematic region.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1812.06004/full.md

## Figures

7 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1812.06004/full.md

## References

38 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1812.06004/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1812.06004