Search for charge-parity violation in semileptonically tagged $D^{0} \to K^{+} \pi^{-}$ decays

An analysis of the flavour oscillations of the charmed neutral meson is presented. The ratio of $D^{0} \to K^{+} \pi^{-}$ and $D^{0} \to K^{-} \pi^{+}$ decay rates is measured as a function of the decay time of the $D^{0}$ meson and compared with the charge-conjugated system to search for charge-parity violation. The meson flavour at production is double-tagged by the charges of the muon and pion in the preceding $\overline{B} \to D^{*}(2010)^{+} \mu^{-} X$ and ${{D^{*}(2010)^{+}} \to D^{0}\pi^{+}}$ decays, respectively. These decays are selected from proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at a centre-of-mass energy of 13 TeV and corresponding to an integrated luminosity of ${5.4\,\text{fb}^{-1}}$. The flavour oscillation parameters, relating to the differences in mass and width of the mass eigenstates, are found to be ${y^\prime=(5.8\pm1.6)\times10^{-3}}$ and ${(x^\prime)^2=(0.0\pm1.2)\times10^{-4}}$.

No evidence for charge-parity violation is seen either in the flavour oscillations or in the decay, where the direct charge-parity asymmetry is measured to be ${A_{D}=(2.3\pm1.7)\,{\%}}$.

Published in:
Journal of High Energy Physics
Type:
Article
Authors:
Aaij, R.; Abdelmotteleb, A. S. W.; Abellan Beteta, C.; Abudinén, F.; Ackernley, T.; Adefisoye, A. A.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adlarson, P.; Agapopoulou, C.; Aidala, C. A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Akiba, K.; Albicocco, P.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Aliouche, Z.; Alvarez Cartelle, P.; Amalric, R.; Amato, S.; Amey, J. L.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andersson, M.; Andreianov, A.; Andreola, P.; Andreotti, M.; Andreou, D.; Anelli, A.; Ao, D.; Archilli, F.; Argenton, M.; Arguedas Cuendis, S.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Ataíde Da Silva, R.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bacher, D.; Bachiller Perea, I.; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J. J.; Baladron Rodriguez, P.; Balagura, V.; Balboni, A.; Baldini, W.; Balzani, L.; Bao, H.; Baptista de Souza Leite, J.; Barbero Pretel, C.; Barbetti, M.; Barbosa, I. R.; Barlow, R. J.; Barnyakov, M.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartz, J.; Basels, J. M.; Bashir, S.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Battista, P. B.; Bay, A.; Beck, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I. B.; Behling, N. A.; Belin, S.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Benane, G.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Bernet Andres, S.; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bex, J.; Bezshyiko, Ia.; Bhom, J.; Bieker, M. S.; Biesuz, N. V.; Billoir, P.; Biolchini, A.; Birch, M.; Bishop, F. C. R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blake, T.; Blanc, F.; Blank, J. E.; Blusk, S.; Bocharnikov, V.; Boelhauve, J. A.; Boente Garcia, O.; Boettcher, T.; Bohare, A.; Boldyrev, A.; Bolognani, C. S.; Bolzonella, R.; Bonacci, R. B.; Bondar, N.; Bordelius, A.; Borgato, F.; Borghi, S.; Borsato, M.; Borsuk, J. T.; Bottalico, E.; Bouchiba, S. A.; Bovill, M.; Bowcock, T. J. V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Brandenburg, J. D.; Brea Rodriguez, A.; Breer, N.; Brodzicka, J.; Brossa Gonzalo, A.; Brown, J.; Brundu, D.; Buchanan, E.; Buonincontri, L.; Burgos Marcos, M.; Burke, A. T.; Burr, C.; Butter, J. S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Caillet, A.; Calabrese, R.; Calderon Ramirez, S.; Calefice, L.; Cali, S.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Camargo Magalhaes, P.; Cambon Bouzas, J. I.; Campana, P.; Campora Perez, D. H.; Campoverde Quezada, A. F.; Capelli, S.; Capriotti, L.; Caravaca-Mora, R.; Carbone, A.; Carcedo Salgado, L.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carniti, P.; Carus, L.; Casais Vidal, A.; Caspary, R.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Cavallini, V.; Celani, S.; Cesare, S.; Chadwick, A. J.; Chahrour, I.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Chatzianagnostou, E.; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chen, Z.; Chernov, A.; Chernyshenko, S.; Chiotopoulos, X.; Chobanova, V.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Cifra, P.; Clarke, P. E. L.; Clemencic, M.; Cliff, H. V.; Closier, J.; Cocha Toapaxi, C.; Coco, V.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collaviti, S.; Collins, P.; Colombo, T.; Colonna, M.; Comerma-Montells, A.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Corredoira, I.; Correia, A.; Corti, G.; Cottee Meldrum, J.; Couturier, B.; Craik, D. C.; Cruz Torres, M.; Curras Rivera, E.; Currie, R.; Da Silva, C. L.; Dadabaev, S.; Dai, L.; Dai, X.; Dall’Occo, E.; Dalseno, J.; D’Ambrosio, C.; Daniel, J.; Danilina, A.; d’Argent, P.; Darze, G.; Davidson, A.; Davies, J. E.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; De Angelis, C.; De Benedetti, F.; de Boer, J.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Freitas Carneiro Da Graca, U.; De Lucia, E.; De Miranda, J. M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, P.; De Vellis, F.; de Vries, J. A.; Debernardis, F.; Decamp, D.; Dedu, V.; Dekkers, S.; Del Buono, L.; Delaney, B.; Dembinski, H.-P.; Deng, J.; Denysenko, V.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dey, B.; Di Nezza, P.; Diachkov, I.; Didenko, S.; Ding, S.; Dittmann, L.; Dobishuk, V.; Docheva, A. D.; Dong, C.; Donohoe, A. M.; Dordei, F.; dos Reis, A. C.; Dowling, A. D.; Duan, W.; Duda, P.; Dudek, M. W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Duras, M. M.; Durham, J. M.; Durmus, O. D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Eckstein, E.; Egede, U.; Egorychev, A.; Egorychev, V.; Eisenhardt, S.; Ejopu, E.; Eklund, L.; Elashri, M.; Ellbracht, J.; Ely, S.; Ene, A.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Fabiano, F.; Falcao, L. N.; Fan, Y.; Fang, B.; Fantini, L.; Faria, M.; {The LHCb collaboration}
Year:
2025
Source:
https://doi.org/10.1007/JHEP03(2025)149

Citation information

Aaij, R.; Abdelmotteleb, A. S. W.; Abellan Beteta, C.; Abudinén, F.; Ackernley, T.; Adefisoye, A. A.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adlarson, P.; Agapopoulou, C.; Aidala, C. A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Akiba, K.; Albicocco, P.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Aliouche, Z.; Alvarez Cartelle, P.; Amalric, R.; Amato, S.; Amey, J. L.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andersson, M.; Andreianov, A.; Andreola, P.; Andreotti, M.; Andreou, D.; Anelli, A.; Ao, D.; Archilli, F.; Argenton, M.; Arguedas Cuendis, S.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Ataíde Da Silva, R.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bacher, D.; Bachiller Perea, I.; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J. J.; Baladron Rodriguez, P.; Balagura, V.; Balboni, A.; Baldini, W.; Balzani, L.; Bao, H.; Baptista de Souza Leite, J.; Barbero Pretel, C.; Barbetti, M.; Barbosa, I. R.; Barlow, R. J.; Barnyakov, M.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartz, J.; Basels, J. M.; Bashir, S.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Battista, P. B.; Bay, A.; Beck, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I. B.; Behling, N. A.; Belin, S.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Benane, G.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Bernet Andres, S.; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bex, J.; Bezshyiko, Ia.; Bhom, J.; Bieker, M. S.; Biesuz, N. V.; Billoir, P.; Biolchini, A.; Birch, M.; Bishop, F. C. R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blake, T.; Blanc, F.; Blank, J. E.; Blusk, S.; Bocharnikov, V.; Boelhauve, J. A.; Boente Garcia, O.; Boettcher, T.; Bohare, A.; Boldyrev, A.; Bolognani, C. S.; Bolzonella, R.; Bonacci, R. B.; Bondar, N.; Bordelius, A.; Borgato, F.; Borghi, S.; Borsato, M.; Borsuk, J. T.; Bottalico, E.; Bouchiba, S. A.; Bovill, M.; Bowcock, T. J. V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Brandenburg, J. D.; Brea Rodriguez, A.; Breer, N.; Brodzicka, J.; Brossa Gonzalo, A.; Brown, J.; Brundu, D.; Buchanan, E.; Buonincontri, L.; Burgos Marcos, M.; Burke, A. T.; Burr, C.; Butter, J. S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Caillet, A.; Calabrese, R.; Calderon Ramirez, S.; Calefice, L.; Cali, S.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Camargo Magalhaes, P.; Cambon Bouzas, J. I.; Campana, P.; Campora Perez, D. H.; Campoverde Quezada, A. F.; Capelli, S.; Capriotti, L.; Caravaca-Mora, R.; Carbone, A.; Carcedo Salgado, L.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carniti, P.; Carus, L.; Casais Vidal, A.; Caspary, R.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Cavallini, V.; Celani, S.; Cesare, S.; Chadwick, A. J.; Chahrour, I.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Chatzianagnostou, E.; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chen, Z.; Chernov, A.; Chernyshenko, S.; Chiotopoulos, X.; Chobanova, V.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Cifra, P.; Clarke, P. E. L.; Clemencic, M.; Cliff, H. V.; Closier, J.; Cocha Toapaxi, C.; Coco, V.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collaviti, S.; Collins, P.; Colombo, T.; Colonna, M.; Comerma-Montells, A.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Corredoira, I.; Correia, A.; Corti, G.; Cottee Meldrum, J.; Couturier, B.; Craik, D. C.; Cruz Torres, M.; Curras Rivera, E.; Currie, R.; Da Silva, C. L.; Dadabaev, S.; Dai, L.; Dai, X.; Dall’Occo, E.; Dalseno, J.; D’Ambrosio, C.; Daniel, J.; Danilina, A.; d’Argent, P.; Darze, G.; Davidson, A.; Davies, J. E.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; De Angelis, C.; De Benedetti, F.; de Boer, J.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Freitas Carneiro Da Graca, U.; De Lucia, E.; De Miranda, J. M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, P.; De Vellis, F.; de Vries, J. A.; Debernardis, F.; Decamp, D.; Dedu, V.; Dekkers, S.; Del Buono, L.; Delaney, B.; Dembinski, H.-P.; Deng, J.; Denysenko, V.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dey, B.; Di Nezza, P.; Diachkov, I.; Didenko, S.; Ding, S.; Dittmann, L.; Dobishuk, V.; Docheva, A. D.; Dong, C.; Donohoe, A. M.; Dordei, F.; dos Reis, A. C.; Dowling, A. D.; Duan, W.; Duda, P.; Dudek, M. W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Duras, M. M.; Durham, J. M.; Durmus, O. D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Eckstein, E.; Egede, U.; Egorychev, A.; Egorychev, V.; Eisenhardt, S.; Ejopu, E.; Eklund, L.; Elashri, M.; Ellbracht, J.; Ely, S.; Ene, A.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Fabiano, F.; Falcao, L. N.; Fan, Y.; Fang, B.; Fantini, L.; Faria, M.; {The LHCb collaboration}: Search for charge-parity violation in semileptonically tagged $D^{0} \to K^{+} \pi^{-}$ decays, Journal of High Energy Physics, 2025, 2025, 3, 149, March, https://doi.org/10.1007/JHEP03(2025)149, Aaij.etal.2025a,

@Article{Aaij.etal.2025a,
author={Aaij, R.; Abdelmotteleb, A. S. W.; Abellan Beteta, C.; Abudinén, F.; Ackernley, T.; Adefisoye, A. A.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adlarson, P.; Agapopoulou, C.; Aidala, C. A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Akiba, K.; Albicocco, P.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Aliouche, Z.; Alvarez Cartelle, P.; Amalric, R.; Amato, S.; Amey, J. L.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andersson, M.; Andreianov, A.; Andreola, P.; Andreotti, M.; Andreou, D.; Anelli, A.; Ao, D.; Archilli, F.; Argenton, M.; Arguedas Cuendis, S.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Ataíde Da Silva, R.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bacher, D.; Bachiller Perea, I.; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J. J.; Baladron Rodriguez, P.; Balagura, V.; Balboni, A.; Baldini, W.; Balzani, L.; Bao, H.; Baptista de Souza Leite, J.; Barbero Pretel, C.; Barbetti, M.; Barbosa, I. R.; Barlow, R. J.; Barnyakov, M.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartz, J.; Basels, J. M.; Bashir, S.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Battista, P. B.; Bay, A.; Beck, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I. B.; Behling, N. A.; Belin, S.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Benane, G.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Bernet Andres, S.; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bex, J.; Bezshyiko, Ia.; Bhom, J.; Bieker, M. S.; Biesuz, N. V.; Billoir, P.; Biolchini, A.; Birch, M.; Bishop, F. C. R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blake, T.; Blanc, F.; Blank, J. E.; Blusk, S.; Bocharnikov, V.; Boelhauve, J. A.; Boente Garcia, O.; Boettcher, T.; Bohare, A.; Boldyrev, A.; Bolognani, C. S.; Bolzonella, R.; Bonacci, R. B.; Bondar, N.; Bordelius, A.; Borgato, F.; Borghi, S.; Borsato, M.; Borsuk, J. T.; Bottalico, E.; Bouchiba, S. A.; Bovill, M.; Bowcock, T. J. V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Brandenburg, J. D.; Brea Rodriguez, A.; Breer, N.; Brodzicka, J.; Brossa Gonzalo, A.; Brown, J.; Brundu, D.; Buchanan, E.; Buonincontri, L.; Burgos Marcos, M.; Burke, A. T.; Burr, C.; Butter, J. S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Caillet, A.; Calabrese, R.; Calderon Ramirez, S.; Calefice, L.; Cali, S.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Camargo Magalhaes, P.; Cambon Bouzas, J. I.; Campana, P.; Campora Perez, D. H.; Campoverde Quezada, A. F.; Capelli, S.; Capriotti, L.; Caravaca-Mora, R.; Carbone, A.; Carcedo Salgado, L.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carniti, P.; Carus, L.; Casais Vidal, A.; Caspary, R.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Cavallini, V.; Celani, S.; Cesare, S.; Chadwick, A. J.; Chahrour, I.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Chatzianagnostou, E.; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chen, Z.; Chernov, A.; Chernyshenko, S.; Chiotopoulos, X.; Chobanova, V.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Cifra, P.; Clarke, P. E. L.; Clemencic, M.; Cliff, H. V.; Closier, J.; Cocha Toapaxi, C.; Coco, V.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collaviti, S.; Collins, P.; Colombo, T.; Colonna, M.; Comerma-Montells, A.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Corredoira, I.; Correia, A.; Corti, G.; Cottee Meldrum, J.; Couturier, B.; Craik, D. C.; Cruz Torres, M.; Curras Rivera, E.; Currie, R.; Da Silva, C. L.; Dadabaev, S.; Dai, L.; Dai, X.; Dall’Occo, E.; Dalseno, J.; D’Ambrosio, C.; Daniel, J.; Danilina, A.; d’Argent, P.; Darze, G.; Davidson, A.; Davies, J. E.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; De Angelis, C.; De Benedetti, F.; de Boer, J.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Freitas Carneiro Da Graca, U.; De Lucia, E.; De Miranda, J. M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, P.; De Vellis, F.; de Vries, J. A.; Debernardis, F.; Decamp, D.; Dedu, V.; Dekkers, S.; Del Buono, L.; Delaney, B.; Dembinski, H.-P.; Deng, J.; Denysenko, V.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dey, B.; Di Nezza, P.; Diachkov, I.; Didenko, S.; Ding, S.; Dittmann, L.; Dobishuk, V.; Docheva, A. D.; Dong, C.; Donohoe, A. M.; Dordei, F.; dos Reis, A. C.; Dowling, A. D.; Duan, W.; Duda, P.; Dudek, M. W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Duras, M. M.; Durham, J. M.; Durmus, O. D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Eckstein, E.; Egede, U.; Egorychev, A.; Egorychev, V.; Eisenhardt, S.; Ejopu, E.; Eklund, L.; Elashri, M.; Ellbracht, J.; Ely, S.; Ene, A.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Fabiano, F.; Falcao, L. N.; Fan, Y.; Fang, B.; Fantini, L.; Faria, M.; {The LHCb collaboration}},
title={Search for charge-parity violation in semileptonically tagged $D^{0} \to K^{+} \pi^{-}$ decays},
journal={Journal of High Energy Physics},
volume={2025},
number={3},
pages={149},
month={March},
url={https://doi.org/10.1007/JHEP03(2025)149},
year={2025},
abstract={An analysis of the flavour oscillations of the charmed neutral meson is presented. The ratio of $D^{0} \to K^{+} \pi^{-}$ and $D^{0} \to K^{-} \pi^{+}$ decay rates is measured as a function of the decay time of the $D^{0}$ meson and compared with the charge-conjugated system to search for charge-parity violation. The meson flavour at production is double-tagged by the charges of the muon and pion...}}

Copy

Open BibTeX citation