Search for excited $B_c^+$ states

12 Feb 2018  ·  LHCb collaboration, Aaij R., Adeva B., Adinolfi M., Ajaltouni Z., Akar S., Albrecht J., Alessio F., Alexander M., Albero A. Alfonso, Ali S., Alkhazov G., Cartelle P. Alvarez, Alves A. A. Jr, Amato S., Amerio S., Amhis Y., An L., Anderlini L., Andreassi G., Andreotti M., Andrews J. E., Appleby R. B., Archilli F., d'Argent P., Romeu J. Arnau, Artamonov A., Artuso M., Aslanides E., Atzeni M., Auriemma G., Baalouch M., Babuschkin I., Bachmann S., Back J. J., Badalov A., Baesso C., Baker S., Balagura V., Baldini W., Baranov A., Barlow R. J., Barschel C., Barsuk S., Barter W., Baryshnikov F., Batozskaya V., Battista V., Bay A., Beaucourt L., Beddow J., Bedeschi F., Bediaga I., Beiter A., Bel L. J., Beliy N., Bellee V., Belloli N., Belous K., Belyaev I., Ben-Haim E., Bencivenni G., Benson S., Beranek S., Berezhnoy A., Bernet R., Berninghoff D., Bertholet E., Bertolin A., Betancourt C., Betti F., Bettler M. 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A., Zavertyaev M., Zhang L., Zhang Y., Zhelezov A., Zheng Y., Zhu X., Zhukov V., Zonneveld J. B., Zucchelli S. ·

A search is performed in the invariant mass spectrum of the $B_c^{+}\pi^{+}\pi^{-}$ system for the excited $B_c^{+}$ states $B_c(2^{1}S_{0})^+$ and $B_c(2^{3}S_{1})^+$ using a data sample of $pp$ collisions collected by the LHCb experiment at the centre-of-mass energy of $\sqrt{s} = 8 \,{\mathrm{TeV}}$, corresponding to an integrated luminosity of $2 \,{\mathrm{fb^{-1}}}$. No evidence is seen for either state. Upper limits on the ratios of the production cross-sections of the $B_c(2^{1}S_{0})^+$ and $B_c(2^{3}S_{1})^+$ states times the branching fractions of ${B_c(2^{1}S_{0})^+} \to {B_c^{+}\pi^{+}\pi^{-}}$ and ${B_c(2^{3}S_{1})^+} \to {B_c^{*+}\pi^{+}\pi^{-}}$ over the production cross-section of the $B_c^{+}$ state are given as a function of their masses. They are found to be between 0.02 and 0.14 at $95\%$ confidence level for $B_c(2^{1}S_{0})^+$ and $B_c(2^{3}S_{1})^+$ in the mass ranges $[6830, 6890] \,{\mathrm{MeV}}/c^{2}$ and $[6795,6890] \,{\mathrm{MeV}}/c^{2}$, respectively.

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