Measurement of the B-s(0) -> mu(+)mu(-) decay properties and search for the B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-) gamma decays

Aaij, R.; Beteta, C. Abell??n.; Ackernley, T.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Afsharnia, H.; Aidala, C. ???A.; Aiola, S.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Alfonso Albero, A.; Aliouche, Z.; Alkhazov, G.; Alvarez Cartelle, P.; Amato, S.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andreianov, A.; Andreotti, M.; Archilli, F.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Arzymatov, K.; Aslanides, E.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J. ???J.; Baladron Rodriguez, P.; Balagura, V.; Baldini, W.; Baptista Leite, J.; Barlow, R. ???J.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartolini, M.; Baryshnikov, F.; Basels, J. ???M.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Battig, A.; Bay, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I.; Beiter, A.; Belavin, V.; Belin, S.; Bellee, V.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Berninghoff, D.; Bernstein, H. ???C.; Bertella, C.; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bezshyiko, Ia.; Bhasin, S.; Bhom, J.; Bian, L.; Bieker, M. ???S.; Bifani, S.; Billoir, P.; Birch, M.; Bishop, F. ???C. ???R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Bj??rn, M.; Blago, M. ???P.; Blake, T.; Blanc, F.; Blusk, S.; Bobulska, D.; Boelhauve, J. ???A.; Boente Garcia, O.; Boettcher, T.; Boldyrev, A.; Bondar, A.; Bondar, N.; Borghi, S.; Borisyak, M.; Borsato, M.; Borsuk, J. ???T.; Bouchiba, S. ???A.; Bowcock, T. ???J. ???V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Bradley, M. ???J.; Braun, S.; Brea Rodriguez, A.; Brodski, M.; Brodzicka, J.; Brossa Gonzalo, A.; Brundu, D.; Buonaura, A.; Burr, C.; Bursche, A.; Butkevich, A.; Butter, J. ???S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Calabrese, R.; Calefice, L.; Calero Diaz, L.; Cali, S.; Calladine, R.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Camargo Magalhaes, P.; Camboni, A.; Campana, P.; Campoverde Quezada, A. ???F.; Capelli, S.; Capriotti, L.; Carbone, A.; Carboni, G.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carli, I.; Carniti, P.; Carus, L.; Carvalho Akiba, K.; Casais Vidal, A.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Celani, S.; Cerasoli, J.; Chadwick, A. ???J.; Chapman, M. ???G.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Chatzikonstantinidis, G.; Chavez Barajas, C. ???A.; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chernov, A.; Chobanova, V.; Cholak, S.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Cicala, M. ???F.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Clarke, P. ???E. ???L.; Clemencic, M.; Cliff, H. ???V.; Closier, J.; Cobbledick, J. ???L.; Coco, V.; Coelho, J. ???A. ???B.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collins, P.; Colombo, T.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Coombs, G.; Corti, G.; Costa Sobral, C. ???M.; Couturier, B.; Craik, D. ???C.; Crkovsk??, J.; Cruz Torres, M.; Currie, R.; Da Silva, C. ???L.; Dadabaev, S.; Dall???occo, E.; Dalseno, J.; D???ambrosio, C.; Danilina, A.; D???argent, P.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Miranda, J. ???M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, D.; De Simone, P.; De Vellis, F.; de Vries, J. ???A.; Dean, C. ???T.; Decamp, D.; Del Buono, L.; Delaney, B.; Dembinski, H. -P.; Dendek, A.; Denysenko, V.; Derkach, D.; Deschamps, O.; Desse, F.; Dettori, F.; Dey, B.; Di Cicco, A.; Di Nezza, P.; Didenko, S.; Dieste Maronas, L.; Dijkstra, H.; Dobishuk, V.; Donohoe, A. ???M.; Dordei, F.; dos Reis, A. ???C.; Douglas, L.; Dovbnya, A.; Downes, A. ???G.; Dreimanis, K.; Dudek, M. ???W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Durham, J. ???M.; Dutta, D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Egede, U.; Egorychev, V.; Eidelman, S.; Eisenhardt, S.; Ek-In, S.; Eklund, L.; Ely, S.; Ene, A.; Epple, E.; Escher, S.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Falabella, A.; Fan, J.; Fan, Y.; Fang, B.; Farry, S.; Fazzini, D.; F??o, M.; Fernandez Prieto, A.; Fernez, A. ???D.; Ferrari, F.; Ferreira Lopes, L.; Ferreira Rodrigues, F.; Ferreres Sole, S.; Ferrillo, M.; Ferro-Luzzi, M.; Filippov, S.; Fini, R. ???A.; Fiorini, M.; Firlej, M.; Fischer, K. ???M.; Fitzgerald, D. ???S.; Fitzpatrick, C.; Fiutowski, T.; Fleuret, F.; Fontana, M.; Fontanelli, F.; Forty, R.; Franco Lima, V.; Franco Sevilla, M.; Frank, M.; Franzoso, E.; Frau, G.; Frei, C.; Friday, D. ???A.; Fu, J.; Fuehring, Q.; Funk, W.; Gabriel, E.; Gaintseva, T.; Gallas Torreira, A.; Galli, D.; Gambetta, S.; Gan, Y.; Gandelman, M.; Gandini, P.; Gao, Y.; Garau, M.; Garcia Martin, L. ???M.; Garcia Moreno, P.; Pardi??as, J. Garc??a.; Garcia Plana, B.; Garcia Rosales, F. ???A.; Garrido, L.; Gaspar, C.; Geertsema, R. ???E.; Gerick, D.; Gerken, L. ???L.; Gersabeck, E.; Gersabeck, M.; Gershon, T.; Gerstel, D.; Ghez, Ph.; Gibson, V.; Giemza, H. ???K.; Giovannetti, M.; Giovent??, A.; Gironella Gironell, P.; Giubega, L.; Giugliano, C.; Gizdov, K.; Gkougkousis, E. ???L.; Gligorov, V. ???V.; G??bel, C.; Golobardes, E.; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gomes, A.; Gomez Fernandez, S.; Goncalves Abrantes, F.; Goncerz, M.; Gong, G.; Gorbounov, P.; Gorelov, I. ???V.; Gotti, C.; Govorkova, E.; Grabowski, J. ???P.; Grammatico, T.; Granado Cardoso, L. ???A.; Graug??s, E.; Graverini, E.; Graziani, G.; Grecu, A.; Greeven, L. ???M.; Griffith, P.; Grillo, L.; Gromov, S.; Gruberg Cazon, B. ???R.; Gu, C.; Guarise, M.; G??nther, P. ???A.; Gushchin, E.; Guth, A.; Guz, Y.; Gys, T.; Hadavizadeh, T.; Haefeli, G.; Haen, C.; Haimberger, J.; Halewood-leagas, T.; Hamilton, P. ???M.; Hammerich, J. ???P.; Han, Q.; Han, X.; Hancock, T. ???H.; Hansmann-Menzemer, S.; Harnew, N.; Harrison, T.; Hasse, C.; Hatch, M.; He, J.; Hecker, M.; Heijhoff, K.; Heinicke, K.; Hennequin, A. ???M.; Hennessy, K.; Henry, L.; Heuel, J.; Hicheur, A.; Hill, D.; Hilton, M.; Hollitt, S. ???E.; Hu, J.; Hu, J.; Hu, W.; Hu, X.; Huang, W.; Huang, X.; Hulsbergen, W.; Hunter, R. ???J.; Hushchyn, M.; Hutchcroft, D.; Hynds, D.; Ibis, P.; Idzik, M.; Ilin, D.; Ilten, P.; Inglessi, A.; Ishteev, A.; Ivshin, K.; Jacobsson, R.; Jakobsen, S.; Jans, E.; Jashal, B. ???K.; Jawahery, A.; Jevtic, V.; Jiang, F.; John, M.; Johnson, D.; Jones, C. ???R.; Jones, T. ???P.; Jost, B.; Jurik, N.; Kandybei, S.; Kang, Y.; Karacson, M.; Karpov, M.; Keizer, F.; Kenzie, M.; Ketel, T.; Khanji, B.; Kharisova, A.; Kholodenko, S.; Kirn, T.; Kirsebom, V. ???S.; Kitouni, O.; Klaver, S.; Klimaszewski, K.; Koliiev, S.; Kondybayeva, A.; Konoplyannikov, A.; Kopciewicz, P.; Kopecna, R.; Koppenburg, P.; Korolev, M.; Kostiuk, I.; Kot, O.; Kotriakhova, S.; Kravchenko, P.; Kravchuk, L.; Krawczyk, R. ???D.; Kreps, M.; Kress, F.; Kretzschmar, S.; Krokovny, P.; Krupa, W.; Krzemien, W.; Kucewicz, W.; Kucharczyk, M.; Kudryavtsev, V.; Kuindersma, H. ???S.; Kunde, G. ???J.; Kvaratskheliya, T.; Lacarrere, D.; Lafferty, G.; Lai, A.; Lampis, A.; Lancierini, D.; Lane, J. ???J.; Lane, R.; Lanfranchi, G.; Langenbruch, C.; Langer, J.; Lantwin, O.; Latham, T.; Lazzari, F.; Le Gac, R.; Lee, S. ???H.; Lef??vre, R.; Leflat, A.; Legotin, S.; Leroy, O.; Lesiak, T.; Leverington, B.; Li, H.; Li, L.; Li, P.; Li, S.; Li, Y.; Li, Y.; Li, Z.; Liang, X.; Lin, T.; Lindner, R.; Lisovskyi, V.; Litvinov, R.; Liu, G.; Liu, H.; Liu, S.; Loi, A.; Lomba Castro, J.; Longstaff, I.; Lopes, J. ???H.; Lovell, G. ???H.; Lu, Y.; Lucchesi, D.; Luchuk, S.; Lucio Martinez, M.; Lukashenko, V.; Luo, Y.; Lupato, A.; Luppi, E.; Lupton, O.; Lusiani, A.; Lyu, X.; Ma, L.; Ma, R.; Maccolini, S.; Machefert, F.; Maciuc, F.; Macko, V.; Mackowiak, P.; Maddrell-Mander, S.; Madejczyk, O.; Madhan Mohan, L. ???R.; Maev, O.; Maevskiy, A.; Maisuzenko, D.; Majewski, M. ???W.; Malczewski, J. ???J.; Malde, S.; Malecki, B.; Malinin, A.; Maltsev, T.; Malygina, H.; Manca, G.; Mancinelli, G.; Manuzzi, D.; Marangotto, D.; Maratas, J.; Marchand, J. ???F.; Marconi, U.; Mariani, S.; Marin Benito, C.; Marinangeli, M.; Marks, J.; Marshall, A. ???M.; Marshall, P. ???J.; Martellotti, G.; Martinazzoli, L.; Martinelli, M.; Martinez Santos, D.; Martinez Vidal, F.; Massafferri, A.; Materok, M.; Matev, R.; Mathad, A.; Mathe, Z.; Matiunin, V.; Matteuzzi, C.; Mattioli, K. ???R.; Mauri, A.; Maurice, E.; Mauricio, J.; Mazurek, M.; Mccann, M.; Mcconnell, L.; Mcgrath, T. ???H.; Mcnab, A.; Mcnulty, R.; Mead, J. ???V.; Meadows, B.; Meier, G.; Meinert, N.; Melnychuk, D.; Meloni, S.; Merk, M.; Merli, A.; Meyer Garcia, L.; Mikhasenko, M.; Milanes, D. ???A.; Millard, E.; Milovanovic, M.; Minard, M. -N.; Minotti, A.; Minzoni, L.; Mitchell, S. ???E.; Mitreska, B.; Mitzel, D. ???S.; M??dden, A.; Mohammed, R. ???A.; Moise, R. ???D.; Momb??cher, T.; Monroy, I. ???A.; Monteil, S.; Morandin, M.; Morello, G.; Morello, M. ???J.; Moron, J.; Morris, A. ???B.; Morris, A. ???G.; Mountain, R.; Mu, H.; Muheim, F.; Mulder, M.; M??ller, D.; M??ller, K.; Murphy, C. ???H.; Murray, D.; Muzzetto, P.; Naik, P.; Nakada, T.; Nandakumar, R.; Nanut, T.; Nasteva, I.; Needham, M.; Neri, I.; Neri, N.; Neubert, S.; Neufeld, N.; Newcombe, R.; Nguyen, T. ???D.; Nguyen-Mau, C.; Niel, E. ???M.; Nieswand, S.; Nikitin, N.; Nolte, N. ???S.; Normand, C.; Nunez, C.; Oblakowska-Mucha, A.; Obraztsov, V.; O???hanlon, D. ???P.; Oldeman, R.; Olivares, M. ???E.; Onderwater, C. ???J. ???G.; Ossowska, A.; Otalora Goicochea, J. ???M.; Ovsiannikova, T.; Owen, P.; Oyanguren, A.; Pagare, B.; Pais, P. ???R.; Pajero, T.; Palano, A.; Palutan, M.; Pan, Y.; Panshin, G.; Papanestis, A.; Pappagallo, M.; Pappalardo, L. ???L.; Pappenheimer, C.; Parker, W.; Parkes, C.; Parkinson, C. ???J.; Passalacqua, B.; Passaleva, G.; Pastore, A.; Patel, M.; Patrignani, C.; Pawley, C. ???J.; Pearce, A.; Pellegrino, A.; Pepe Altarelli, M.; Perazzini, S.; Pereima, D.; Perret, P.; Petric, M.; Petridis, K.; Petrolini, A.; Petrov, A.; Petrucci, S.; Petruzzo, M.; Pham, T. ???T. ???H.; Philippov, A.; Pica, L.; Piccini, M.; Pietrzyk, B.; Pietrzyk, G.; Pili, M.; Pinci, D.; Pisani, F.; ???k, Resmi P.; Placinta, V.; Plews, J.; Plo Casasus, M.; Polci, F.; Poli Lener, M.; Poliakova, M.; Poluektov, A.; Polukhina, N.; Polyakov, I.; Polycarpo, E.; Pomery, G. ???J.; Ponce, S.; Popov, D.; Popov, S.; Poslavskii, S.; Prasanth, K.; Promberger, L.; Prouve, C.; Pugatch, V.; Pullen, H.; Punzi, G.; Qi, H.; Qian, W.; Qin, J.; Qin, N.; Quagliani, R.; Quintana, B.; Raab, N. ???V.; Rabadan Trejo, R. ???I.; Rachwal, B.; Rademacker, J. ???H.; Rama, M.; Ramos Pernas, M.; Rangel, M. ???S.; Ratnikov, F.; Raven, G.; Reboud, M.; Redi, F.; Reiss, F.; Remon Alepuz, C.; Ren, Z.; Renaudin, V.; Ribatti, R.; Ricciardi, S.; Rinnert, K.; Robbe, P.; Robertson, G.; Rodrigues, A. ???B.; Rodrigues, E.; Rodriguez Lopez, J. ???A.; Rollings, A.; Roloff, P.; Romanovskiy, V.; Romero Lamas, M.; Romero Vidal, A.; Roth, J. ???D.; Rotondo, M.; Rudolph, M. ???S.; Ruf, T.; Ruiz Vidal, J.; Ryzhikov, A.; Ryzka, J.; Saborido Silva, J. ???J.; Sagidova, N.; Sahoo, N.; Saitta, B.; Salomoni, M.; Sanchez Gras, C.; Santacesaria, R.; Santamarina Rios, C.; Santimaria, M.; Santovetti, E.; Saranin, D.; Sarpis, G.; Sarpis, M.; Sarti, A.; Satriano, C.; Satta, A.; Saur, M.; Savrina, D.; Sazak, H.; Scantlebury Smead, L. ???G.; Scarabotto, A.; Schael, S.; Schellenberg, M.; Schiller, M.; Schindler, H.; Schmelling, M.; Schmidt, B.; Schneider, O.; Schopper, A.; Schubiger, M.; Schulte, S.; Schune, M. ???H.; Schwemmer, R.; Sciascia, B.; Sellam, S.; Semennikov, A.; Senghi Soares, M.; Sergi, A.; Serra, N.; Sestini, L.; Seuthe, A.; Seyfert, P.; Shang, Y.; Shangase, D. ???M.; Shapkin, M.; Shchemerov, I.; Shchutska, L.; Shears, T.; Shekhtman, L.; Shen, Z.; Shevchenko, V.; Shields, E. ???B.; Shmanin, E.; Shupperd, J. ???D.; Siddi, B. ???G.; Silva Coutinho, R.; Simi, G.; Simone, S.; Skidmore, N.; Skwarnicki, T.; Slater, M. ???W.; Slazyk, I.; Smallwood, J. ???C.; Smeaton, J. ???G.; Smetkina, A.; Smith, E.; Smith, M.; Snoch, A.; Soares, M.; Soares Lavra, L.; Sokoloff, M. ???D.; Soler, F. ???J. ???P.; Solovev, A.; Solovyev, I.; Souza De Almeida, F. ???L.; Souza De Paula, B.; Spaan, B.; Spadaro Norella, E.; Spradlin, P.; Stagni, F.; Stahl, M.; Stahl, S.; Stefko, P.; Steinkamp, O.; Stenyakin, O.; Stevens, H.; Stone, S.; Stramaglia, M. ???E.; Straticiuc, M.; Strekalina, D.; Suljik, F.; Sun, J.; Sun, L.; Sun, Y.; Svihra, P.; Swallow, P. ???N.; Swientek, K.; Szabelski, A.; Szumlak, T.; Szymanski, M.; Taneja, S.; Terentev, A.; Teubert, F.; Thomas, E.; Thomson, K. ???A.; Tisserand, V.; T???jampens, S.; Tobin, M.; Tomassetti, L.; Torres Machado, D.; Tou, D. ???Y.; Tran, M. ???T.; Trifonova, E.; Trippl, C.; Tuci, G.; Tully, A.; Tuning, N.; Ukleja, A.; Unverzagt, D. ???J.; Ursov, E.; Usachov, A.; Ustyuzhanin, A.; Uwer, U.; Vagner, A.; Vagnoni, V.; Valassi, A.; Valenti, G.; Valls Canudas, N.; van Beuzekom, M.; Van Dijk, M.; van Herwijnen, E.; Van Hulse, C. ???B.; van Veghel, M.; Vazquez Gomez, R.; Vazquez Regueiro, P.; V??zquez Sierra, C.; Vecchi, S.; Velthuis, J. ???J.; Veltri, M.; Venkateswaran, A.; Veronesi, M.; Vesterinen, M.; Vieira, D.; Vieites Diaz, M.; Viemann, H.; Vilasis-Cardona, X.; Vilella Figueras, E.; Villa, A.; Vincent, P.; Vom Bruch, D.; Vorobyev, A.; Vorobyev, V.; Voropaev, N.; Vos, K.; Waldi, R.; Walsh, J.; Wang, C.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, M.; Wang, R.; Wang, Y.; Wang, Z.; Wang, Z.; Wark, H. ???M.; Watson, N. ???K.; Weber, S. ???G.; Websdale, D.; Weisser, C.; Westhenry, B. ???D. ???C.; White, D. ???J.; Whitehead, M.; Wiedner, D.; Wilkinson, G.; Wilkinson, M.; Williams, I.; Williams, M.; Williams, M. ???R. ???J.; Wilson, F. ???F.; Wislicki, W.; Witek, M.; Witola, L.; Wormser, G.; Wotton, S. ???A.; Wu, H.; Wyllie, K.; Xiang, Z.; Xiao, D.; Xie, Y.; Xu, A.; Xu, J.; Xu, L.; Xu, M.; Xu, Q.; Xu, Z.; Xu, Z.; Yang, D.; Yang, S.; Yang, Y.; Yang, Z.; Yang, Z.; Yao, Y.; Yeomans, L. ???E.; Yin, H.; Yu, J.; Yuan, X.; Yushchenko, O.; Zaffaroni, E.; Zavertyaev, M.; Zdybal, M.; Zenaiev, O.; Zeng, M.; Zhang, D.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zharkova, A.; Zhelezov, A.; Zheng, Y.; Zhou, X.; Zhou, Y.; Zhu, X.; Zhu, Z.; Zhukov, V.; Zonneveld, J. ???B.; Zou, Q.; Zucchelli, S.; Zuliani, D.; Zunica, G.

doi:10.1103/physrevd.105.012010

An improved measurement of the decay B-s(0) -> mu(+)mu(-) and searches for the decays B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-)gamma are performed at the LHCb experiment using data collected in proton-proton collisions at root s = 7, 8 and 13 TeV, corresponding to integrated luminosities of 1, 2 and 6 fb(-1), respectively. The B-s(0) -> mu(+)mu(-) branching fraction and effective lifetime are measured to be B(B-s(0) -> mu(+)mu(-)) = (3.09(-0.43-0.11)(+0.46+0.15)) x 10(-9) and tau(B-s(0) -> mu(+)mu(-)) = (2.07 +/- 0.29 +/- 0.03) ps, respectively, where the uncertain-ties include both statistical and systematic contributions. No significant signal for B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-) gamma decays is found and the upper limits B(B-0 -> mu(+)mu(-)) < 2.6 x 10(-10) and B(B-s(0) -> mu(+)mu(-)gamma) 2.0 x 10(-9) at 95% confidence level are determined, where the latter is limited to the range m(mu mu) > 4.9 GeV/c(2). Additionally, the ratio between the B-0 -> mu(+)mu(-) and B-s(0) -> mu(+)mu(-) branching fractions is measured to be R mu+mu- < 0.095 at 95% confidence level. The results are in agreement with the Standard Model predictions.