# Amplitude analysis of $B^\pm \to \pi^\pm K^+ K^-$ 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, 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, 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, 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, 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, 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, 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. Loustau, 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, 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. 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, 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, 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, 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: 1905.09244 · 2019-12-17

## TL;DR

This paper presents the first amplitude analysis of the decay $B^\pm 	o \pi^\pm K^+	ext{	extminus}K^-$, revealing complex resonant structures, significant rescattering effects, and the largest $CP$ asymmetry observed in a single amplitude.

## Contribution

It introduces the first detailed amplitude analysis of this decay mode, identifying key resonant and nonresonant contributions and measuring a record $CP$ asymmetry in rescattering.

## Key findings

- Resonant and nonresonant components describe the decay dynamics.
- Largest $CP$ asymmetry in a single amplitude reported as -66%.
- No significant $CP$ violation in other contributions.

## Abstract

The first amplitude analysis of the $B^\pm \to \pi^\pm K^+ K^-$ decay is reported based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 3.0 fb$^{-1}$ of $pp$ collisions recorded in 2011 and 2012 with the LHCb detector. The data is found to be best described by a coherent sum of five resonant structures plus a nonresonant component and a contribution from $\pi\pi \leftrightarrow KK$ $S$-wave rescattering. The dominant contributions in the $\pi^\pm K^\mp$ and $K^{+}K^{-}$ systems are the nonresonant and the $B^\pm \to \rho(1450)^{0}\pi^{\pm}$ amplitudes, respectively, with fit fractions around $30\%$. For the rescattering contribution, a sizeable fit fraction is observed. This component has the largest $CP$ asymmetry reported to date for a single amplitude of $(-66 \pm 4 \pm 2)\%$, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. No significant $CP$ violation is observed in the other contributions.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1905.09244/full.md

## Figures

5 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1905.09244/full.md

## References

43 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1905.09244/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1905.09244