Simultaneous determination of CKM angle γ and charm mixing parameters
Authors:   The LHCb collaboration, Aaij R. , Abdelmotteleb A. S. W. , Abellán Beteta C. , Abudinén F. , Ackernley T. , Adeva B. , Adinolfi M. , Afsharnia H. , Agapopoulou C. , 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. , Amey J. L. , 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. , Barbetti M. , Barlow R. J. , Barsuk S. , Barter W. , Bartolini M. , Baryshnikov F. , Basels J. M. , Bashir S. , Bassi G. , Batsukh B. , Battig A. , Bay A. , Beck 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. , Bjørn 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. , Brodzicka J. , Brossa Gonzalo A. , Brundu D. , Buonaura A. , Buonincontri L. , Burke A. T. , 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. , 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. , Cervenkov D. , 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. , Corredoira I. , Corti G. , Costa Sobral C. M. , Couturier B. , Craik D. C. , Crkovská J. , Cruz Torres M. , Currie R. , Da Silva C. L. , Dadabaev S. , Dai L. , Dall’Occo E. , Dalseno J. , D’Ambrosio C. , Danilina A. , d’Argent P. , Davies J. E. , 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. , Debernardis F. , Decamp D. , Dedu V. , 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. , Dong C. , Donohoe A. M. , Dordei F. , dos Reis A. C. , Douglas L. , Dovbnya A. , Downes A. G. , 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. , Féo 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. , Fkiaras A. , Fleuret F. , Fontana M. , Fontanelli F. , Forty R. , Foulds-Holt D. , Franco Lima V. , Franco Sevilla M. , Frank M. , Franzoso E. , Frau G. , Frei C. , Friday D. A. , Fu J. , Fuehring Q. , Gabriel E. , Galati G. , Gallas Torreira A. , Galli D. , Gambetta S. , Gan Y. , Gandelman M. , Gandini P. , Gao Y. , Garau M. , Garcia Martin L. M. , Garcia Moreno P. , García Pardiñas J. , 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. , Giambastiani L. , Gibson V. , Giemza H. K. , Gilman A. L. , Giovannetti M. , Gioventù A. , Gironella Gironell P. , Giubega L. , Giugliano C. , Gizdov K. , Gkougkousis E. L. , Gligorov V. V. , Göbel 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. , Graugés E. , Graverini E. , Graziani G. , Grecu A. , Greeven L. M. , Grieser N. A. , Grillo L. , Gromov S. , Gruberg Cazon B. R. , Gu C. , Guarise M. , Guittiere M. , Günther 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. , Hansen E. B. , 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. , Hou R. , Hou Y. , 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. , Jage H. , 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. , Kalavan Kadavath S. H. , Kandybei S. , Kang Y. , Karacson M. , Karpov M. , Keizer F. , Keller D. M. , Kenzie M. , Ketel T. , Khanji B. , Kharisova A. , Kholodenko S. , Kirn T. , Kirsebom V. S. , Kitouni O. , Klaver S. , Kleijne N. , Klimaszewski K. , Kmiec M. R. , 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. , 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. , Lefèvre R. , Leflat A. , Legotin S. , Leroy O. , Lesiak T. , Leverington B. , Li H. , 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 Q. , Liu S. , Lobo Salvia A. , Loi A. , Lomba Castro J. , Longstaff I. , Lopes J. H. , Lopez Solino S. , Lovell G. H. , Lu Y. , Lucarelli C. , 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. , Martelli G. , Martellotti G. , Martinazzoli L. , Martinelli M. , Martinez Santos D. , Martinez Vidal F. , Massafferri A. , Materok M. , Matev R. , Mathad A. , Matiunin V. , Matteuzzi C. , Mattioli K. R. , Mauri A. , Maurice E. , Mauricio J. , Mazurek M. , McCann M. , Mcconnell L. , Mcgrath T. H. , Mchugh N. T. , 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. , Mödden A. , Mohammed R. A. , Moise R. D. , Mokhnenko S. , Mombächer 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. , Müller D. , Müller 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. , Niel E. M. , Nieswand S. , Nikitin N. , Nolte N. S. , Normand C. , Nunez C. , Oblakowska-Mucha A. , Obraztsov V. , Oeser T. , O’Hanlon D. P. , Okamura S. , Oldeman R. , Oliva F. , Olivares M. E. , Onderwater C. J. G. , O’Neil R. H. , Otalora Goicochea J. M. , Ovsiannikova T. , Owen P. , Oyanguren A. , Padeken K. O. , 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. , Passalacqua B. , Passaleva G. , Pastore A. , Patel M. , Patrignani C. , Pawley C. J. , Pearce A. , Pellegrino A. , Pepe Altarelli M. , Perazzini S. , Pereima D. , Pereiro Castro A. , 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. , Pizzichemi M. , Resmi P. K , Placinta V. , Plews J. , Plo Casasus M. , Polci F. , Poli Lener M. , Poliakova M. , Poluektov A. , Polukhina N. , Polyakov I. , Polycarpo E. , Ponce S. , Popov D. , Popov S. , Poslavskii S. , Prasanth K. , Promberger L. , Prouve C. , Pugatch V. , Puill 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. , Rodriguez Rodriguez E. R. R. , Rollings A. , Roloff P. , Romanovskiy V. , Romero Lamas M. , Romero Vidal A. , Roth J. D. , Rotondo M. , Rudolph M. S. , Ruf T. , Ruiz Fernandez R. A. , 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. , Scherl S. , Schiller M. , Schindler H. , Schmelling M. , Schmidt B. , Schmitt S. , 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. , Shang Y. , Shangase D. M. , Shapkin M. , Shchemerov I. , Shchutska L. , Shears T. , Shekhtman L. , Shen Z. , Shevchenko V. , Shields E. B. , Shimizu Y. , 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. , Stanislaus S. , Steinkamp O. , Stenyakin O. , Stevens H. , Stone S. , 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. , Tanner A. R. , Tat M. D. , Terentev A. , Teubert F. , Thomas E. , Thompson D. J. D. , Thomson K. A. , Tisserand V. , T’Jampens S. , Tobin M. , Tomassetti L. , Tong X. , Torres Machado D. , Tou D. Y. , 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 Hecke H. , van Herwijnen E. , Van Hulse C. B. , van Veghel M. , Vazquez Gomez R. , Vazquez Regueiro P. , Vázquez 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. , Volle F. C. , 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. , Wang Z. , Ward J. A. , Watson N. K. , Weber S. G. , Websdale D. , Weisser C. , Westhenry B. D. C. , White D. J. , Whitehead M. , Wiederhold A. R. , 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 S. , Zhang Y. , Zhang Y. , Zharkova A. , Zhelezov A. , Zheng Y. , Zhou T. , Zhou X. , Zhou Y. , Zhovkovska V. , Zhu X. , Zhu X. , Zhu Z. , Zhukov V. , Zonneveld J. B. , Zou Q. , Zucchelli S. , Zuliani D. , Zunica G. 
Published: December 2021

Abstract

A combination of measurements sensitive to the CP violation angle γ of the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa unitarity triangle and to the charm mixing parameters that describe oscillations between D0 and $$ \overline{D} $$

D
¯

0 mesons is performed. Results from the charm and beauty sectors, based on data collected with the LHCb detector at CERN’s Large Hadron Collider, are combined for the first time. This method provides an improvement on the precision of the charm mixing parameter y by a factor of two with respect to the current world average. The charm mixing parameters are determined to be $$ x=\left({0.400}_{-0.053}^{+0.052}\right)\% $$
x
=

0.400

−
0.053

+
0.052

%
and y = $$ \left({0.630}_{-0.030}^{+0.033}\right)\% $$

0.630

−
0.030

+
0.033

%
. The angle γ is found to be γ = $$ \left({65.4}_{-4.2}^{+3.8}\right){}^{\circ} $$

65.4

−
4.2

+
3.8

°
and is the most precise determination from a single experiment.