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. 2014 Apr 25;112(16):161801.
doi: 10.1103/PhysRevLett.112.161801. Epub 2014 Apr 22.

Observation of photon polarization in the b→sγ transition

R Aaij  1 , B Adeva  2 , M Adinolfi  3 , A Affolder  4 , Z Ajaltouni  5 , J Albrecht  6 , F Alessio  7 , M Alexander  8 , S Ali  1 , G Alkhazov  9 , P Alvarez Cartelle  2 , A A Alves Jr  10 , S Amato  11 , S Amerio  12 , Y Amhis  13 , L Anderlini  14 , J Anderson  15 , R Andreassen  16 , M Andreotti  17 , J E Andrews  18 , R B Appleby  19 , O Aquines Gutierrez  20 , F Archilli  7 , A Artamonov  21 , M Artuso  22 , E Aslanides  23 , G Auriemma  10 , M Baalouch  5 , S Bachmann  24 , J J Back  25 , A Badalov  26 , V Balagura  27 , W Baldini  17 , R J Barlow  19 , C Barschel  28 , S Barsuk  13 , W Barter  29 , V Batozskaya  30 , Th Bauer  1 , A Bay  28 , J Beddow  8 , F Bedeschi  31 , I Bediaga  32 , S Belogurov  27 , K Belous  21 , I Belyaev  27 , E Ben-Haim  33 , G Bencivenni  34 , S Benson  35 , J Benton  3 , A Berezhnoy  36 , R Bernet  15 , M-O Bettler  29 , M van Beuzekom  1 , A Bien  24 , S Bifani  37 , T Bird  19 , A Bizzeti  14 , P M Bjørnstad  19 , T Blake  25 , F Blanc  28 , J Blouw  20 , S Blusk  22 , V Bocci  10 , A Bondar  38 , N Bondar  9 , W Bonivento  39 , S Borghi  19 , A Borgia  22 , M Borsato  13 , T J V Bowcock  4 , E Bowen  15 , C Bozzi  17 , T Brambach  6 , J van den Brand  40 , J Bressieux  28 , D Brett  19 , M Britsch  20 , T Britton  22 , N H Brook  3 , H Brown  4 , A Bursche  15 , G Busetto  12 , J Buytaert  7 , S Cadeddu  41 , R Calabrese  17 , O Callot  13 , M Calvi  42 , M Calvo Gomez  26 , A Camboni  26 , P Campana  43 , D Campora Perez  7 , F Caponio  44 , A Carbone  45 , G Carboni  46 , R Cardinale  47 , A Cardini  41 , H Carranza-Mejia  35 , L Carson  35 , K Carvalho Akiba  11 , G Casse  4 , L Cassina  42 , L Castillo Garcia  7 , M Cattaneo  7 , Ch Cauet  6 , R Cenci  18 , M Charles  33 , Ph Charpentier  7 , S-F Cheung  48 , N Chiapolini  15 , M Chrzaszcz  49 , K Ciba  7 , X Cid Vidal  7 , G Ciezarek  50 , P E L Clarke  35 , M Clemencic  7 , H V Cliff  29 , J Closier  7 , C Coca  51 , V Coco  7 , J Cogan  23 , E Cogneras  5 , P Collins  7 , A Comerma-Montells  26 , A Contu  39 , A Cook  3 , M Coombes  3 , S Coquereau  33 , G Corti  7 , I Counts  52 , B Couturier  7 , G A Cowan  35 , D C Craik  25 , M Cruz Torres  53 , S Cunliffe  50 , R Currie  35 , C D'Ambrosio  7 , J Dalseno  3 , P David  33 , P N Y David  1 , A Davis  16 , I De Bonis  54 , K De Bruyn  1 , S De Capua  19 , M De Cian  24 , J M De Miranda  32 , L De Paula  11 , W De Silva  16 , P De Simone  34 , D Decamp  54 , M Deckenhoff  6 , L Del Buono  33 , N Déléage  54 , D Derkach  48 , O Deschamps  5 , F Dettori  40 , A Di Canto  24 , H Dijkstra  7 , S Donleavy  4 , F Dordei  24 , M Dorigo  28 , P Dorosz  55 , A Dosil Suárez  2 , D Dossett  25 , A Dovbnya  56 , F Dupertuis  28 , P Durante  7 , R Dzhelyadin  21 , A Dziurda  55 , A Dzyuba  9 , S Easo  57 , U Egede  50 , V Egorychev  27 , S Eidelman  38 , S Eisenhardt  35 , U Eitschberger  6 , R Ekelhof  6 , L Eklund  58 , I El Rifai  5 , Ch Elsasser  15 , S Esen  24 , A Falabella  17 , C Färber  24 , C Farinelli  1 , S Farry  4 , D Ferguson  35 , V Fernandez Albor  2 , F Ferreira Rodrigues  32 , M Ferro-Luzzi  7 , S Filippov  59 , M Fiore  17 , M Fiorini  17 , C Fitzpatrick  7 , M Fontana  20 , F Fontanelli  47 , R Forty  7 , O Francisco  11 , M Frank  7 , C Frei  7 , M Frosini  60 , J Fu  44 , E Furfaro  46 , A Gallas Torreira  2 , D Galli  45 , S Gambetta  47 , M Gandelman  11 , P Gandini  22 , Y Gao  61 , J Garofoli  22 , J Garra Tico  29 , L Garrido  26 , C Gaspar  7 , R Gauld  48 , L Gavardi  6 , E Gersabeck  24 , M Gersabeck  19 , T Gershon  25 , Ph Ghez  54 , A Gianelle  12 , S Giani'  28 , V Gibson  29 , L Giubega  51 , V V Gligorov  7 , C Göbel  53 , D Golubkov  27 , A Golutvin  62 , A Gomes  32 , H Gordon  7 , M Grabalosa Gándara  5 , R Graciani Diaz  26 , L A Granado Cardoso  7 , E Graugés  26 , G Graziani  14 , A Grecu  51 , E Greening  48 , S Gregson  29 , P Griffith  37 , L Grillo  24 , O Grünberg  63 , B Gui  22 , E Gushchin  59 , Yu Guz  64 , T Gys  7 , C Hadjivasiliou  22 , G Haefeli  28 , C Haen  7 , T W Hafkenscheid  65 , S C Haines  29 , S Hall  50 , B Hamilton  18 , T Hampson  3 , S Hansmann-Menzemer  24 , N Harnew  48 , S T Harnew  3 , J Harrison  19 , T Hartmann  63 , J He  7 , T Head  7 , V Heijne  1 , K Hennessy  4 , P Henrard  5 , L Henry  33 , J A Hernando Morata  2 , E van Herwijnen  7 , M Heß  63 , A Hicheur  32 , D Hill  48 , M Hoballah  5 , C Hombach  19 , W Hulsbergen  1 , P Hunt  48 , N Hussain  48 , D Hutchcroft  4 , D Hynds  8 , M Idzik  66 , P Ilten  52 , R Jacobsson  7 , A Jaeger  24 , E Jans  1 , P Jaton  28 , A Jawahery  18 , F Jing  61 , M John  48 , D Johnson  48 , C R Jones  29 , C Joram  7 , B Jost  7 , N Jurik  22 , M Kaballo  6 , S Kandybei  56 , W Kanso  23 , M Karacson  7 , T M Karbach  7 , M Kelsey  22 , I R Kenyon  37 , T Ketel  40 , B Khanji  42 , C Khurewathanakul  28 , S Klaver  19 , O Kochebina  13 , I Komarov  28 , R F Koopman  40 , P Koppenburg  1 , M Korolev  36 , A Kozlinskiy  1 , L Kravchuk  59 , K Kreplin  24 , M Kreps  25 , G Krocker  24 , P Krokovny  38 , F Kruse  6 , M Kucharczyk  67 , V Kudryavtsev  38 , K Kurek  30 , T Kvaratskheliya  68 , V N La Thi  28 , D Lacarrere  7 , G Lafferty  19 , A Lai  41 , D Lambert  35 , R W Lambert  40 , E Lanciotti  7 , G Lanfranchi  34 , C Langenbruch  7 , B Langhans  7 , T Latham  25 , C Lazzeroni  37 , R Le Gac  23 , J van Leerdam  1 , J-P Lees  54 , R Lefèvre  5 , A Leflat  36 , J Lefrançois  13 , S Leo  31 , O Leroy  23 , T Lesiak  55 , B Leverington  24 , Y Li  61 , M Liles  4 , R Lindner  7 , C Linn  7 , F Lionetto  15 , B Liu  41 , G Liu  7 , S Lohn  7 , I Longstaff  8 , J H Lopes  11 , N Lopez-March  28 , P Lowdon  15 , H Lu  61 , D Lucchesi  12 , H Luo  35 , E Luppi  17 , O Lupton  48 , F Machefert  13 , I V Machikhiliyan  27 , F Maciuc  51 , O Maev  69 , S Malde  48 , G Manca  41 , G Mancinelli  23 , M Manzali  17 , J Maratas  5 , U Marconi  45 , C Marin Benito  26 , P Marino  31 , R Märki  28 , J Marks  24 , G Martellotti  10 , A Martens  33 , A Martín Sánchez  13 , M Martinelli  1 , D Martinez Santos  40 , F Martinez Vidal  70 , D Martins Tostes  11 , A Massafferri  32 , R Matev  7 , Z Mathe  7 , C Matteuzzi  42 , A Mazurov  71 , M McCann  50 , J McCarthy  37 , A McNab  19 , R McNulty  72 , B McSkelly  4 , B Meadows  73 , F Meier  6 , M Meissner  24 , M Merk  1 , D A Milanes  33 , M-N Minard  54 , J Molina Rodriguez  53 , S Monteil  5 , D Moran  19 , M Morandin  12 , P Morawski  55 , A Mordà  23 , M J Morello  31 , R Mountain  22 , F Muheim  35 , K Müller  15 , R Muresan  51 , B Muryn  66 , B Muster  28 , P Naik  3 , T Nakada  28 , R Nandakumar  57 , I Nasteva  32 , M Needham  35 , N Neri  44 , S Neubert  7 , N Neufeld  7 , A D Nguyen  28 , T D Nguyen  28 , C Nguyen-Mau  28 , M Nicol  13 , V Niess  5 , R Niet  6 , N Nikitin  36 , T Nikodem  24 , A Novoselov  21 , A Oblakowska-Mucha  66 , V Obraztsov  21 , S Oggero  1 , S Ogilvy  8 , O Okhrimenko  74 , R Oldeman  41 , G Onderwater  65 , M Orlandea  51 , J M Otalora Goicochea  11 , P Owen  50 , A Oyanguren  26 , B K Pal  22 , A Palano  75 , F Palombo  44 , M Palutan  34 , J Panman  7 , A Papanestis  76 , M Pappagallo  8 , L Pappalardo  17 , C Parkes  19 , C J Parkinson  6 , G Passaleva  14 , G D Patel  4 , M Patel  50 , C Patrignani  47 , C Pavel-Nicorescu  51 , A Pazos Alvarez  2 , A Pearce  19 , A Pellegrino  1 , M Pepe Altarelli  7 , S Perazzini  45 , E Perez Trigo  2 , P Perret  5 , M Perrin-Terrin  23 , L Pescatore  37 , E Pesen  77 , G Pessina  42 , K Petridis  50 , A Petrolini  47 , E Picatoste Olloqui  26 , B Pietrzyk  54 , T Pilař  25 , D Pinci  10 , A Pistone  47 , S Playfer  35 , M Plo Casasus  2 , F Polci  33 , A Poluektov  78 , E Polycarpo  11 , A Popov  21 , D Popov  20 , B Popovici  51 , C Potterat  26 , A Powell  48 , J Prisciandaro  28 , A Pritchard  4 , C Prouve  3 , V Pugatch  74 , A Puig Navarro  28 , G Punzi  31 , W Qian  54 , B Rachwal  55 , J H Rademacker  3 , B Rakotomiaramanana  28 , M Rama  34 , M S Rangel  11 , I Raniuk  56 , N Rauschmayr  7 , G Raven  40 , S Reichert  19 , M M Reid  25 , A C Dos Reis  32 , S Ricciardi  57 , A Richards  50 , K Rinnert  4 , V Rives Molina  26 , D A Roa Romero  5 , P Robbe  13 , D A Roberts  18 , A B Rodrigues  32 , E Rodrigues  19 , P Rodriguez Perez  2 , S Roiser  7 , V Romanovsky  21 , A Romero Vidal  2 , M Rotondo  12 , J Rouvinet  28 , T Ruf  7 , F Ruffini  31 , H Ruiz  26 , P Ruiz Valls  26 , G Sabatino  10 , J J Saborido Silva  2 , N Sagidova  9 , P Sail  8 , B Saitta  41 , V Salustino Guimaraes  11 , B Sanmartin Sedes  2 , R Santacesaria  10 , C Santamarina Rios  2 , E Santovetti  46 , M Sapunov  23 , A Sarti  34 , C Satriano  10 , A Satta  46 , M Savrie  17 , D Savrina  79 , M Schiller  40 , H Schindler  7 , M Schlupp  6 , M Schmelling  20 , B Schmidt  7 , O Schneider  28 , A Schopper  7 , M-H Schune  13 , R Schwemmer  7 , B Sciascia  34 , A Sciubba  10 , M Seco  2 , A Semennikov  27 , K Senderowska  66 , I Sepp  50 , N Serra  15 , J Serrano  23 , P Seyfert  24 , M Shapkin  21 , I Shapoval  80 , Y Shcheglov  9 , T Shears  4 , L Shekhtman  38 , O Shevchenko  56 , V Shevchenko  81 , A Shires  6 , R Silva Coutinho  25 , G Simi  12 , M Sirendi  29 , N Skidmore  3 , T Skwarnicki  22 , N A Smith  4 , E Smith  82 , E Smith  50 , J Smith  29 , M Smith  19 , H Snoek  1 , M D Sokoloff  16 , F J P Soler  8 , F Soomro  28 , D Souza  3 , B Souza De Paula  11 , B Spaan  6 , A Sparkes  35 , F Spinella  31 , P Spradlin  8 , F Stagni  7 , S Stahl  24 , O Steinkamp  15 , S Stevenson  48 , S Stoica  51 , S Stone  22 , B Storaci  15 , S Stracka  83 , M Straticiuc  51 , U Straumann  15 , R Stroili  12 , V K Subbiah  7 , L Sun  16 , W Sutcliffe  50 , S Swientek  6 , V Syropoulos  40 , M Szczekowski  30 , P Szczypka  84 , D Szilard  11 , T Szumlak  66 , S T'jampens  54 , M Teklishyn  13 , G Tellarini  17 , E Teodorescu  51 , F Teubert  7 , C Thomas  48 , E Thomas  7 , J van Tilburg  24 , V Tisserand  54 , M Tobin  28 , S Tolk  40 , L Tomassetti  17 , D Tonelli  7 , S Topp-Joergensen  48 , N Torr  48 , E Tournefier  85 , S Tourneur  28 , M T Tran  28 , M Tresch  15 , A Tsaregorodtsev  23 , P Tsopelas  1 , N Tuning  1 , M Ubeda Garcia  7 , A Ukleja  30 , A Ustyuzhanin  81 , U Uwer  24 , V Vagnoni  45 , G Valenti  45 , A Vallier  13 , R Vazquez Gomez  34 , P Vazquez Regueiro  2 , C Vázquez Sierra  2 , S Vecchi  17 , J J Velthuis  3 , M Veltri  14 , G Veneziano  28 , M Vesterinen  24 , B Viaud  13 , D Vieira  11 , X Vilasis-Cardona  26 , A Vollhardt  15 , D Volyanskyy  20 , D Voong  3 , A Vorobyev  9 , V Vorobyev  38 , C Voß  63 , H Voss  20 , J A de Vries  1 , R Waldi  63 , C Wallace  25 , R Wallace  72 , S Wandernoth  24 , J Wang  22 , D R Ward  29 , N K Watson  37 , A D Webber  19 , D Websdale  50 , M Whitehead  25 , J Wicht  7 , J Wiechczynski  55 , D Wiedner  24 , G Wilkinson  48 , M P Williams  86 , M Williams  52 , F F Wilson  57 , J Wimberley  18 , J Wishahi  6 , W Wislicki  30 , M Witek  55 , G Wormser  13 , S A Wotton  29 , S Wright  29 , S Wu  61 , K Wyllie  7 , Y Xie  87 , Z Xing  22 , Z Yang  61 , X Yuan  61 , O Yushchenko  21 , M Zangoli  45 , M Zavertyaev  20 , F Zhang  61 , L Zhang  22 , W C Zhang  72 , Y Zhang  61 , A Zhelezov  24 , A Zhokhov  27 , L Zhong  61 , A Zvyagin  7 ; (LHCb Collaboration)
Affiliations
Free article

Observation of photon polarization in the b→sγ transition

R Aaij et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

This Letter presents a study of the flavor-changing neutral current radiative B±→K±π∓π±γ decays performed using data collected in proton-proton collisions with the LHCb detector at 7 and 8 TeV center-of-mass energies. In this sample, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb-1, nearly 14 000 signal events are reconstructed and selected, containing all possible intermediate resonances with a K±π∓π± final state in the [1.1,1.9] GeV/c2 mass range. The distribution of the angle of the photon direction with respect to the plane defined by the final-state hadrons in their rest frame is studied in intervals of K±π∓π± mass and the asymmetry between the number of signal events found on each side of the plane is obtained. The first direct observation of the photon polarization in the b→sγ transition is reported with a significance of 5.2σ.

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