# Observation of $B^0_{(s)} \to J/\psi p \overline{p}$ decays and   precision measurements of the $B^0_{(s)}$ masses

**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, 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, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, S. Benson, S., Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, E. Bertholet, A. Bertolin,, C. Betancourt, F. Betti, M.O. Bettler, Ia. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom,, M.S. Bieker, 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, 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, K. Carvalho Akiba, G. Casse, 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, F. Da Cunha Marinho, C.L. Da Silva, E. Dall'Occo, J., Dalseno, C. D'Ambrosio, A. Danilina, P. d'Argent, 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, J.A. de Vries, C.T. Dean, W. 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.C. dos Reis, 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, C. F\"arber, N. Farley, S. Farry, D. Fazzini, M. F\'eo,, 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, E. Gabriel, A., Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman,, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garc\'ia Pardi\~nas, B. Garcia, Plana, 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, C. G\"obel, 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, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G., Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, B. Hamilton, X. Han, T.H. Hancock, S., Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, M., Hecker, K. Heinicke, A. Heister, K. Hennessy, L. Henry, M. He{\ss}, J. Heuel,, 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. Inglessi, 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, V.S. Kirsebom, 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, R. Lef\`evre, A. Leflat, 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, Y. Luo, 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, H. Malygina, 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. 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, 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. M\"odden,, 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. Mukherjee, M. Mulder, D. M\"uller, J. M\"uller, K. M\"uller, V., M\"uller, C.H. Murphy, D. Murray, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A., Nandi, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, R., Newcombe, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, A., Nogay, N.S. Nolte, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, D.P., O'Hanlon, 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, E., Price, J. Prisciandaro, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro, H. Pullen, G., Punzi, W. Qian, J. Qin, R. Quagliani, B. Quintana, N.V. Raab, 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, 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, J.D. Roth,, 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, S. Schulte, 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, Y. Sun, K. Swientek, A. Szabelski, T., Szumlak, M. Szymanski, Z. Tang, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E., Thomas, M.J. Tilley, V. Tisserand, S. T'Jampens, 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, M. van Beuzekom, E. van Herwijnen,, J. van Tilburg, M. van Veghel, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C., V\'azquez Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano, A., Venkateswaran, M. Vernet, M. Veronesi, 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, N. Voropaev, 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, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M.R.J., 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: 1902.05588 · 2019-09-04

## TL;DR

This paper reports the first observation of specific rare B meson decays into J/psi and proton-antiproton pairs, along with precise measurements of their masses, revealing unexpectedly high branching fractions for B_s decays.

## Contribution

The study provides the first observation of $B^0_{(s)} 	o J/	heta p ar{p}$ decays and offers the most precise measurements of $B^0$ and $B_s$ meson masses to date.

## Key findings

- First observation of $B^0_{(s)} 	o J/	heta p ar{p}$ decays.
- Measured branching fractions are significantly higher than theoretical expectations for $B_s$ decays.
- Achieved the most precise measurements of $B^0$ and $B_s$ meson masses.

## Abstract

The first observation of the decays $B^0_{(s)} \to J/\psi p \overline{p}$ is reported, using proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of $5.2{\text{\,fb}}^{-1}$, collected with the \mbox{LHCb}\xspace detector. These decays are suppressed due to limited available phase space, as well as due to Okubo-Zweig-Iizuka or Cabibbo suppression. The measured branching fractions are \begin{align*} \mathcal{B}(B^0 \to J/\psi p \overline{p}) &= (4.51\pm 0.40\; \text{(stat)} \pm 0.44\; \text{(syst)}) \times 10^{-7}, \\ \mathcal{B}(B^0_s \to J/\psi p \overline{p}) &= (3.58\pm 0.19\; \text{(stat)} \pm 0.39\; \text{(syst)}) \times 10^{-6}. \end{align*} For the $B^0_s$ meson, the result is much higher than the expected value of $ {\cal O} (10^{-9})$. The small available phase space in these decays also allows for the most precise single measurement of both the $B^0$ mass as ${5279.74 \pm 0.30\; ({\rm stat})\pm 0.10\; ({\rm syst})}$ MeV, and the $B^0_s$ mass as ${5366.85 \pm 0.19\; ({\rm stat})\pm 0.13\; ({\rm syst})}$ MeV.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1902.05588/full.md

## Figures

3 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1902.05588/full.md

## References

38 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1902.05588/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1902.05588