Determination of the Sign of the Decay Width Difference in the B0s System

Aaij, R.; Abellan Beteta, C.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adrover, C.; Affolder, A.; Ajaltouni, Z.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Alkhazov, G.; Alvarez Cartelle, P.; Alves Jr, A. A.; Amato, S.; Amhis, Y.; Anderson, J.; Appleby, R. B.; Aquines Gutierrez, O.; Archilli, F.; Arrabito, L.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Auriemma, G.; Bachmann, S.; Back, J. J.; Bailey, D. S.; Balagura, V.; Baldini, W.; Barlow, R. J.; Barschel, C.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bates, A.; Bauer, C.; Bauer, T. H.; Bay, A.; Bediaga, I.; Belogurov, S.; Belous, K.; Belyaev, I.; Ben Haim, E.; Benayoun, M.; Bencivenni, G.; Benson, S.; Benton, J.; Bernet, R.; Bettler, M. O.; Van Beuzekom, M.; Bien, A.; Bifani, S.; Bird, T.; Bizzeti, A.; Bjørnstad, P. M.; Blake, T.; Blanc, F.; Blanks, C.; Blouw, J.; Blusk, S.; Bobrov, A.; Bocci, V.; Bondar, A.; Bondar, N.; Bonivento, W.; Borghi, S.; Borgia, A.; Bowcock, T. J. V.; Bozzi, C.; Brambach, T.; Van Den Brand, J.; Bressieux, J.; Brett, D.; Britsch, M.; Britton, T.; Brook, N. H.; Brown, H.; De Bruyn, K.; Büchler Germann, A.; Burducea, I.; Bursche, A.; Buytaert, J.; Cadeddu, S.; Callot, O.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Camboni, A.; Campana, P.; Carbone, Angelo; Carboni, G.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carson, L.; Carvalho Akiba, K.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cauet, C. H.; Charles, M.; Charpentier, P. H.; Chiapolini, N.; Ciba, K.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Clarke, P. E. L.; Clemencic, M.; Cliff, H. V.; Closier, J.; Coca, C.; Coco, V.; Cogan, J.; Collins, P.; Comerma Montells, A.; Constantin, F.; Contu, A.; Cook, A.; Coombes, M.; Corti, G.; Couturier, B.; Cowan, G. A.; Currie, R.; D'Ambrosio, C.; David, P.; David, P. N. Y.; De Bonis, I.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Lorenzi, F.; De Miranda, J. M.; De Paula, L.; De Simone, P.; Decamp, D.; Deckenhoff, M.; Degaudenzi, H.; Del Buono, L.; Deplano, C.; Derkach, D.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dickens, J.; Dijkstra, H.; Diniz Batista, P.; Domingo Bonal, F.; Donleavy, S.; Dordei, F.; Dosil Suárez, A.; Dossett, D.; Dovbnya, A.; Dupertuis, F.; Dzhelyadin, R.; Dziurda, A.; Easo, S.; Egede, U.; Egorychev, V.; Eidelman, S.; Van Eijk, D.; Eisele, F.; Eisenhardt, S.; Ekelhof, R.; Eklund, L.; Elsasser, C. H.; Elsby, D.; Esperante Pereira, D.; Falabella, A.; Fanchini, E.; Färber, C.; Fardell, G.; Farinelli, C.; Farry, S.; Fave, V.; Fernandez Albor, V.; Ferro Luzzi, M.; Filippov, S.; Fitzpatrick, C.; Fontana, M.; Fontanelli, F.; Forty, R.; Francisco, O.; Frank, M.; Frei, C.; Frosini, M.; Furcas, S.; Gallas Torreira, A.; Galli, Domenico; Gandelman, M.; Gandini, P.; Gao, Y.; Garnier, J. C.; Garofoli, J.; Garra Tico, J.; Garrido, L.; Gascon, D.; Gaspar, C.; Gauld, R.; Gauvin, N.; Gersabeck, M.; Gershon, T.; Ghez, P. H.; Gibson, V.; Gligorov, V. V.; Göbel, C.; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gomes, A.; Gordon, H.; Grabalosa Gándara, M.; Graciani Diaz, R.; Granado Cardoso, L. A.; Graugés, E.; Graziani, G.; Grecu, A.; Greening, E.; Gregson, S.; Gui, B.; Gushchin, E.; Guz, Y. U.; Gys, T.; Hadjivasiliou, C.; Haefeli, G.; Haen, C.; Haines, S. C.; Hampson, T.; Hansmann Menzemer, S.; Harji, R.; Harnew, N.; Harrison, J.; Harrison, P. F.; Hartmann, T.; He, J.; Heijne, V.; Hennessy, K.; Henrard, P.; Hernando Morata, J. A.; Van Herwijnen, E.; Hicks, E.; Holubyev, K.; Hopchev, P.; Hulsbergen, W.; Hunt, P.; Huse, T.; Huston, R. S.; Hutchcroft, D.; Hynds, D.; Iakovenko, V.; Ilten, P.; Imong, J.; Jacobsson, R.; Jaeger, A.; Jahjah Hussein, M.; Jans, E.; Jansen, F.; Jaton, P.; Jean Marie, B.; Jing, F.; John, M.; Johnson, D.; Jones, C. R.; Jost, B.; Kaballo, M.; Kandybei, S.; Karacson, M.; Karbach, T. M.; Keaveney, J.; Kenyon, I. R.; Kerzel, U.; Ketel, T.; Keune, A.; Khanji, B.; Kim, Y. M.; Knecht, M.; Koopman, R. F.; Koppenburg, P.; Korolev, M.; Kozlinskiy, A.; Kravchuk, L.; Kreplin, K.; Kreps, M.; Krocker, G.; Krokovny, P.; Kruse, F.; Kruzelecki, K.; Kucharczyk, M.; Kvaratskheliya, T.; La Thi, V. N.; Lacarrere, D.; Lafferty, G.; Lai, A.; Lambert, D.; Lambert, R. W.; Lanciotti, E.; Lanfranchi, G.; Langenbruch, C.; Latham, T.; Lazzeroni, C.; Le Gac, R.; Van Leerdam, J.; Lees, J. P.; Lefèvre, R.; Leflat, A.; Lefrançois, J.; Leroy, O.; Lesiak, T.; Li, L.; Li Gioi, L.; Lieng, M.; Liles, M.; Lindner, R.; Linn, C.; Liu, B.; Liu, G.; Von Loeben, J.; Lopes, J. H.; Lopez Asamar, E.; Lopez March, N.; Lu, H.; Luisier, J.; Mac Raighne, A.; Machefert, F.; Machikhiliyan, I. V.; Maciuc, F.; Maev, O.; Magnin, J.; Malde, S.; Mamunur, R. M. D.; Manca, G.; Mancinelli, G.; Mangiafave, N.; Marconi, U.; Märki, R.; Marks, J.; Martellotti, G.; Martens, A.; Martin, L.; Martín Sánchez, A.; Martinez Santos, D.; Massafferri, A.; Mathe, Z.; Matteuzzi, C.; Matveev, M.; Maurice, E.; Maynard, B.; Mazurov, A.; Mcgregor, G.; Mcnulty, R.; Meissner, M.; Merk, M.; Merkel, J.; Messi, R.; Miglioranzi, S.; Milanes, D. A.; Minard, M. N.; Molina Rodriguez, J.; Monteil, S.; Moran, D.; Morawski, P.; Mountain, R.; Mous, I.; Muheim, F.; Müller, K.; Muresan, R.; Muryn, B.; Muster, B.; Musy, M.; Mylroie Smith, J.; Naik, P.; Nakada, T.; Nandakumar, R.; Nasteva, I.; Nedos, M.; Needham, M.; Neufeld, N.; Nguyen, A. D.; Nguyen Mau, C.; Nicol, M.; Niess, V.; Nikitin, N.; Nomerotski, A.; Novoselov, A.; Oblakowska Mucha, A.; Obraztsov, V.; Oggero, S.; Ogilvy, S.; Okhrimenko, O.; Oldeman, R.; Orlandea, M.; Otalora Goicochea, J. M.; Owen, P.; Pal, K.; Palacios, J.; Palano, A.; Palutan, M.; Panman, J.; Papanestis, A.; Pappagallo, M.; Parkes, C.; Parkinson, C. J.; Passaleva, G.; Patel, G. D.; Patel, M.; Paterson, S. K.; Patrick, G. N.; Patrignani, Claudia; Pavel Nicorescu, C.; Pazos Alvarez, A.; Pellegrino, A.; Penso, G.; Pepe Altarelli, M.; Perazzini, Stefano; Perego, D. L.; Perez Trigo, E.; Pérez Calero Yzquierdo, A.; Perret, P.; Perrin Terrin, M.; Pessina, G.; Petrella, A.; Petrolini, A.; Phan, A.; Picatoste Olloqui, E.; Pie Valls, B.; Pietrzyk, B.; Pilař, T.; Pinci, D.; Plackett, R.; Playfer, S.; Plo Casasus, M.; Polok, G.; Poluektov, A.; Polycarpo, E.; Popov, D.; Popovici, B.; Potterat, C.; Powell, A.; Prisciandaro, J.; Pugatch, V.; Puig Navarro, A.; Qian, W.; Rademacker, J. H.; Rakotomiaramanana, B.; Rangel, M. S.; Raniuk, I.; Raven, G.; Redford, S.; Reid, M. M.; Dos Reis, A. C.; Ricciardi, S.; Richards, A.; Rinnert, K.; Roa Romero, D. A.; Robbe, P.; Rodrigues, E.; Rodrigues, F.; Rodriguez Perez, P.; Rogers, G. J.; Roiser, S.; Romanovsky, V.; Rosello, M.; Rouvinet, J.; Ruf, T.; Ruiz, H.; Sabatino, G.; Saborido Silva, J. J.; Sagidova, N.; Sail, P.; Saitta, B.; Salzmann, C.; Sannino, M.; Santacesaria, R.; Santamarina Rios, C.; Santinelli, R.; Santovetti, E.; Sapunov, M.; Sarti, A.; Satriano, C.; Satta, A.; Savrie, M.; Savrina, D.; Schaack, P.; Schiller, M.; Schleich, S.; Schlupp, M.; Schmelling, M.; Schmidt, B.; Schneider, O.; Schopper, A.; Schune, M. H.; Schwemmer, R.; Sciascia, B.; Sciubba, A.; Seco, M.; Semennikov, A.; Senderowska, K.; Sepp, I.; Serra, N.; Serrano, J.; Seyfert, P.; Shapkin, M.; Shapoval, I.; Shatalov, P.; Shcheglov, Y.; Shears, T.; Shekhtman, L.; Shevchenko, O.; Shevchenko, V.; Shires, A.; Silva Coutinho, R.; Skwarnicki, T.; Smith, N. A.; Smith, E.; Sobczak, K.; Soler, F. J. P.; Solomin, A.; Soomro, F.; Souza De Paula, B.; Spaan, B.; Sparkes, A.; Spradlin, P.; Stagni, F.; Stahl, S.; Steinkamp, O.; Stoica, S.; Stone, S.; Storaci, B.; Straticiuc, M.; Straumann, U.; Subbiah, V. K.; Swientek, S.; Szczekowski, M.; Szczypka, P.; Szumlak, T.; T'Jampens, S.; Teodorescu, E.; Teubert, F.; Thomas, C.; Thomas, E.; Van Tilburg, J.; Tisserand, V.; Tobin, M.; Topp Joergensen, S.; Torr, N.; Tournefier, E.; Tourneur, S.; Tran, M. T.; Tsaregorodtsev, A.; Tuning, N.; Ubeda Garcia, M.; Ukleja, A.; Urquijo, P.; Uwer, U.; Vagnoni, Vincenzo Maria; Valenti, G.; Vazquez Gomez, R.; Vazquez Regueiro, P.; Vecchi, S.; Velthuis, J. J.; Veltri, M.; Viaud, B.; Videau, I.; Vieira, D.; Vilasis Cardona, X.; Visniakov, J.; Vollhardt, A.; Volyanskyy, D.; Voong, D.; Vorobyev, A.; Voss, H.; Wandernoth, S.; Wang, J.; Ward, D. R.; Watson, N. K.; Webber, A. D.; Websdale, D.; Whitehead, M.; Wiedner, D.; Wiggers, L.; Wilkinson, G.; Williams, M. P.; Williams, M.; Wilson, F. F.; Wishahi, J.; Witek, M.; Witzeling, W.; Wotton, S. A.; Wyllie, K.; Xie, Y.; Xing, F.; Xing, Z.; Yang, Z.; Young, R.; Yushchenko, O.; Zangoli, Maria; Zavertyaev, M.; Zhang, F.; Zhang, L.; Zhang, W. C.; Zhang, Y.; Zhelezov, A.; Zhong, L.; Zvyagin, A.

doi:10.1103/PhysRevLett.108.241801

The interference between the K+ K− S-wave and P-wave amplitudes in B0s → J/ψ K+ K− decays with the K+ K− pairs in the region around the ϕ(1020) resonance is used to determine the variation of the difference of the strong phase between these amplitudes as a function of K+ K− invariant mass. Combined with the results from our CP asymmetry measurement in B0s → J/ψ ϕ decays, we conclude that the B0s mass eigenstate that is almost CP = +1 is lighter and decays faster than the mass eigenstate that is almost CP = −1. This determines the sign of the decay width difference ΔΓs ≡ ΓL − ΓH to be positive. Our result also resolves the ambiguity in the past measurements of the CP violating phase ϕs to be close to zero rather than π. These conclusions are in agreement with the standard model expectations.

R. Aaij, C. Abellan Beteta, B. Adeva, M. Adinolfi, C. Adrover, A. Affolder, et al. (2012). Determination of the Sign of the Decay Width Difference in the B0s System. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 108(24), 1-7 [10.1103/PhysRevLett.108.241801].