Studies of $${\mathrm {B}} ^{*}_{{\mathrm {s}}2}(5840)^0 $$ B s 2 ∗ ( 5840 ) 0 and $${\mathrm {B}} _{{\mathrm {s}}1}(5830)^0 $$ B s 1 ( 5830 ) 0 mesons including the observation of the $${\mathrm {B}} ^{*}_{{\mathrm {s}}2}(5840)^0 \rightarrow {\mathrm {B}} ^0 \mathrm {K} ^0_{\mathrm {S}} $$ B s 2 ∗ ( 5840 ) 0 → B 0 K S 0 decay in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=8\,\text {TeV} $$ s = 8 TeV (2018)

Measurements of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>5840</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>5830</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> mesons are performed using a data sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of , collected with the CMS detector at the LHC at a centre-of-mass energy of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:mrow> </mml:math> . The analysis studies <i>P</i>-wave <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup> </mml:math> meson decays into <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow> </mml:msup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> , where the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo></mml:msup> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:math> mesons are identified using the decays <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo></mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>892</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . The masses of the <i>P</i>-wave <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup> </mml:math> meson states are measured and the natural width of the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>5840</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> state is determined. The first measurement of the mass difference between the charged and neutral <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> mesons is also presented. The <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>5840</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> decay to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> is observed, together with a measurement of its branching fraction relative to the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow> <mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>5840</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo></mml:msup> <mml:msup><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo></mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> decay.