# Observation of $C\!P$ violation in charm decays

**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, 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, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, V. Batozskaya, B., Batsukh, A. Battig, V. Battista, A. Bay, 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, 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, S. Cali, 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,, 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, C.M. Costa, Sobral, B. Couturier, G.A. Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R., Currie, C. D'Ambrosio, 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, 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. 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, P. Fernandez Declara, A., Fernandez Prieto, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira Rodrigues, S., Ferreres Sole, 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, 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, C. Gu, X. Guo, E., Gushchin, A. Guth, Yu. Guz, T. Gys, C. G\"obel, T. Hadavizadeh, C., Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, B. Hamilton, Q. Han, 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, 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. Inglessi, A. Inyakin, K. Ivshin, R. Jacobsson, S. Jakobsen, 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, B. Khanji, A., Kharisova, C. Khurewathanakul, K.E. Kim, T. Kirn, V.S. Kirsebom, S. Klaver,, K. Klimaszewski, S. Koliiev, M. Kolpin, R. Kopecna, P. Koppenburg, I., Kostiuk, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L. Kravchuk, M. Kreps, F. Kress, S., Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk,, V. Kudryavtsev, G.J. Kunde, 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, R. Lef\`evre, F. Lemaitre, O. Leroy, T., Lesiak, B. Leverington, H. Li, P.-R. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T., Likhomanenko, R. Lindner, P. Ling, F. Lionetto, V. Lisovskyi, G. Liu, X. Liu,, D. Loh, A. Loi, I. Longstaff, J.H. Lopes, G. Loustau, G.H. Lovell, D., Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A., Lusiani, X. Lyu, R. Ma, 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, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K.R., Mattioli, 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. Mogini, R.D. Moise, T. Momb\"acher, I.A. Monroy, S. Monteil, M., Morandin, G. Morello, M.J. Morello, J. Moron, A.B. Morris, R. Mountain, F., Muheim, M. Mukherjee, 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, R. Newcombe, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N., Nikitin, N.S. Nolte, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S., Ogilvy, R. Oldeman, C.J.G. Onderwater, J. D. Osborn, 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, M. Poliakova, A. Poluektov,, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D., Popov, S. Poslavskii, E. Price, 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, 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, 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, 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, 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, S. T'Jampens, Z. Tang, 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, H. Van Hecke, C.B., Van Hulse, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, M. van Veghel,, J.J. Velthuis, M. Veltri, 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, 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, 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, H. Xing, 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, M. Zeng, D. Zhang, L., Zhang, W.C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, J.B., Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1903.08726 · 2019-06-03

## TL;DR

This paper reports the first observation of charge-parity (CP) violation in charm hadron decays, using LHCb data to measure asymmetries in $D^0$ decays with high significance.

## Contribution

It provides the first experimental evidence of CP violation in charm decays, combining multiple measurements to achieve a five-sigma significance.

## Key findings

- Measured $	riangle A_{CP}$ significantly different from zero
- Combined results yield $	riangle A_{CP} = (-15.4 	imes 10^{-4})$
- Observation exceeds five standard deviations, confirming CP violation in charm decays.

## Abstract

A search for charge-parity ($C\!P$) violation in $D^0 \to K^- K^+$ and $D^0 \to \pi^- \pi^+$ decays is reported, using $pp$ collision data corresponding to an integrated luminosity of 6 $\mathrm{fb}^{-1}$ collected at a center-of-mass energy of 13 TeV with the LHCb detector. The flavor of the charm meson is inferred from the charge of the pion in $D^*(2010)^+ \to D^0 \pi^+$ decays or from the charge of the muon in $\overline{B} \to D^0 \mu^-\bar{\nu}_\mu X$ decays. The difference between the $C\!P$ asymmetries in $D^0 \to K^- K^+$ and $D^0 \to \pi^- \pi^+$ decays is measured to be $\Delta A_{C\!P} = [ -18.2 \pm 3.2\,(\rm stat.) \pm 0.9\,(\rm syst.) ] \times 10^{-4}$ for $\pi$-tagged and $\Delta A_{C\!P} = [ -9 \pm 8\,(\rm stat.) \pm 5\,(\rm syst.) ] \times 10^{-4} $ for $\mu$-tagged $D^0$ mesons. Combining these with previous LHCb results leads to $$\Delta A_{C\!P} = ( -15.4 \pm 2.9) \times 10^{-4},$$ where the uncertainty includes both statistical and systematic contributions. The measured value differs from zero by more than five standard deviations. This is the first observation of $C\!P$ violation in the decay of charm hadrons.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1903.08726/full.md

## Figures

61 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1903.08726/full.md

## References

66 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1903.08726/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1903.08726