Measurement of the isospin asymmetry in $B \to K^{(*)}μ^+μ^-$ decays

LHCb collaboration, R. Aaij, C. Abellan Beteta, A. Adametz, B. Adeva, M. Adinolfi, C. Adrover, A. Affolder, Z. Ajaltouni, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, S. Ali, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle, A. A. Alves Jr, S. Amato, Y. Amhis, J. Anderson, R. B. Appleby, O. Aquines Gutierrez, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, G. Auriemma, S. Bachmann, J. J. Back, V. Balagura, W. Baldini, R. J. Barlow, C. Barschel, S. Barsuk, W. Barter, A. Bates, C. Bauer, Th. Bauer, A. Bay, J. Beddow, I. Bediaga, S. Belogurov, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, M. Benayoun, G. Bencivenni, S. Benson, J. Benton, R. Bernet, M. -O. Bettler, M. van Beuzekom, A. Bien, S. Bifani, T. Bird, A. Bizzeti, P. M. Bjørnstad, T. Blake, F. Blanc, C. Blanks, J. Blouw, S. Blusk, A. Bobrov, V. Bocci, A. Bondar, N. Bondar, W. Bonivento, S. Borghi, A. Borgia, T. J. V. Bowcock, C. Bozzi, T. Brambach, J. van den Brand, J. Bressieux, D. Brett, M. Britsch, T. Britton, N. H. Brook, H. Brown, A. Büchler-Germann, I. Burducea, A. Bursche, J. Buytaert, S. Cadeddu, O. Callot, M. Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, L. Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, M. Cattaneo, Ch. Cauet, M. Charles, Ph. Charpentier, P. Chen, N. Chiapolini, M. Chrzaszcz, K. Ciba, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Coca, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, P. Collins, A. Comerma-Montells, A. Contu, A. Cook, M. Coombes, G. Corti, B. Couturier, G. A. Cowan, D. Craik, R. Currie, C. D'Ambrosio, P. David, P. N. Y. David, I. De Bonis, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J. M. De Miranda, L. De Paula, P. De Simone, D. Decamp, M. Deckenhoff, H. Degaudenzi, L. Del Buono, C. Deplano, D. Derkach, O. Deschamps, F. Dettori, J. Dickens, H. Dijkstra, P. Diniz Batista, F. Domingo Bonal, S. Donleavy, F. Dordei, A. Dosil Suárez, D. Dossett, A. Dovbnya, F. Dupertuis, R. Dzhelyadin, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, D. van Eijk, F. Eisele, S. Eisenhardt, R. Ekelhof, L. Eklund, I. El Rifai, Ch. Elsasser, D. Elsby, D. Esperante Pereira, A. Falabella, C. Färber, G. Fardell, C. Farinelli, S. Farry, V. Fave, V. Fernandez Albor, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, C. Fitzpatrick, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, O. Francisco, M. Frank, C. Frei, M. Frosini, S. Furcas, A. Gallas Torreira, D. Galli, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, J-C. Garnier, J. Garofoli, J. Garra Tico, L. Garrido, D. Gascon, C. Gaspar, R. Gauld, N. Gauvin, M. Gersabeck, T. Gershon, Ph. Ghez, V. Gibson, V. V. Gligorov, C. Göbel, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, H. Gordon, M. Grabalosa Gándara, R. Graciani Diaz, L. A. Granado Cardoso, E. Graugés, G. Graziani, A. Grecu, E. Greening, S. Gregson, O. Grünberg, B. Gui, E. Gushchin, Yu. Guz, T. Gys, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. C. Haines, T. Hampson, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S. T. Harnew, J. Harrison, P. F. Harrison, T. Hartmann, J. He, V. Heijne, K. Hennessy, P. Henrard, J. A. Hernando Morata, E. van Herwijnen, E. Hicks, M. Hoballah, P. Hopchev, W. Hulsbergen, P. Hunt, T. Huse, R. S. Huston, D. Hutchcroft, D. Hynds, V. Iakovenko, P. Ilten, J. Imong, R. Jacobsson, A. Jaeger, M. Jahjah Hussein, E. Jans, F. Jansen, P. Jaton, B. Jean-Marie, F. Jing, M. John, D. Johnson, C. R. Jones, B. Jost, M. Kaballo, S. Kandybei, M. Karacson, T. M. Karbach, J. Keaveney, I. R. Kenyon, U. Kerzel, T. Ketel, A. Keune, B. Khanji, Y. M. Kim, M. Knecht, O. Kochebina, I. Komarov, R. F. Koopman, P. Koppenburg, M. Korolev, A. Kozlinskiy, L. Kravchuk, K. Kreplin, M. Kreps, G. Krocker, P. Krokovny, F. Kruse, K. Kruzelecki, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, T. Kvaratskheliya, V. N. La Thi, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, D. Lambert, R. W. Lambert, E. Lanciotti, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le Gac, J. van Leerdam, J. -P. Lees, R. Lefèvre, A. Leflat, J. Lefrançois, O. Leroy, T. Lesiak, L. Li, Y. Li, L. Li Gioi, M. Lieng, M. Liles, R. Lindner, C. Linn, B. Liu, G. Liu, J. von Loeben, J. H. Lopes, E. Lopez Asamar, N. Lopez-March, H. Lu, J. Luisier, A. Mac Raighne, F. Machefert, I. V. Machikhiliyan, F. Maciuc, O. Maev, J. Magnin, S. Malde, R. M. D. Mamunur, G. Manca, G. Mancinelli, N. Mangiafave, U. Marconi, R. Märki, J. Marks, G. Martellotti, A. Martens, L. Martin, A. Martín Sánchez, M. Martinelli, D. Martinez Santos, A. Massafferri, Z. Mathe, C. Matteuzzi, M. Matveev, E. Maurice, B. Maynard, A. Mazurov, J. McCarthy, G. McGregor, R. McNulty, M. Meissner, M. Merk, J. Merkel, D. A. Milanes, M. -N. Minard, J. Molina Rodriguez, S. Monteil, D. Moran, P. Morawski, R. Mountain, I. Mous, F. Muheim, K. Müller, R. Muresan, B. Muryn, B. Muster, J. Mylroie-Smith, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, I. Nasteva, M. Needham, N. Neufeld, A. D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, M. Nicol, V. Niess, N. Nikitin, T. Nikodem, A. Nomerotski, A. Novoselov, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Oggero, S. Ogilvy, O. Okhrimenko, R. Oldeman, M. Orlandea, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, B. K. Pal, J. Palacios, A. Palano, M. Palutan, J. Panman, A. Papanestis, M. Pappagallo, C. Parkes, C. J. Parkinson, G. Passaleva, G. D. Patel, M. Patel, G. N. Patrick, C. Patrignani, C. Pavel-Nicorescu, A. Pazos Alvarez, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. L. Perego, E. Perez Trigo, A. Pérez-Calero Yzquierdo, P. Perret, M. Perrin-Terrin, G. Pessina, A. Petrolini, A. Phan, E. Picatoste Olloqui, B. Pie Valls, B. Pietrzyk, T. Pilař, D. Pinci, R. Plackett, S. Playfer, M. Plo Casasus, F. Polci, G. Polok, A. Poluektov, E. Polycarpo, D. Popov, B. Popovici, C. Potterat, A. Powell, J. Prisciandaro, V. Pugatch, A. Puig Navarro, W. Qian, J. H. Rademacker, B. Rakotomiaramanana, M. S. Rangel, I. Raniuk, G. Raven, S. Redford, M. M. Reid, A. C. dos Reis, S. Ricciardi, A. Richards, K. Rinnert, D. A. Roa Romero, P. Robbe, E. Rodrigues, F. Rodrigues, P. Rodriguez Perez, G. J. Rogers, S. Roiser, V. Romanovsky, M. Rosello, J. Rouvinet, T. Ruf, H. Ruiz, G. Sabatino, J. J. Saborido Silva, N. Sagidova, P. Sail, B. Saitta, C. Salzmann, B. Sanmartin Sedes, M. Sannino, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, R. Santinelli, E. Santovetti, M. Sapunov, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M. Savrie, D. Savrina, P. Schaack, M. Schiller, H. Schindler, S. Schleich, M. Schlupp, M. Schmelling, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, M. -H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, M. Seco, A. Semennikov, K. Senderowska, I. Sepp, N. Serra, J. Serrano, P. Seyfert, M. Shapkin, I. Shapoval, P. Shatalov, Y. Shcheglov, T. Shears, L. Shekhtman, O. Shevchenko, V. Shevchenko, A. Shires, R. Silva Coutinho, T. Skwarnicki, N. A. Smith, E. Smith, M. Smith, K. Sobczak, F. J. P. Soler, A. Solomin, F. Soomro, D. Souza, B. Souza De Paula, B. Spaan, A. Sparkes, P. Spradlin, F. Stagni, S. Stahl, O. Steinkamp, S. Stoica, S. Stone, B. Storaci, M. Straticiuc, U. Straumann, V. K. Subbiah, S. Swientek, M. Szczekowski, P. Szczypka, T. Szumlak, S. T'Jampens, M. Teklishyn, E. Teodorescu, F. Teubert, C. Thomas, E. Thomas, J. van Tilburg, V. Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, S. Topp-Joergensen, N. Torr, E. Tournefier, S. Tourneur, M. T. Tran, A. Tsaregorodtsev, N. Tuning, M. Ubeda Garcia, A. Ukleja, U. Uwer, V. Vagnoni, G. Valenti, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, J. J. Velthuis, M. Veltri, M. Vesterinen, B. Viaud, I. Videau, D. Vieira, X. Vilasis-Cardona, J. Visniakov, A. Vollhardt, D. Volyanskyy, D. Voong, A. Vorobyev, V. Vorobyev, C. Voß, H. Voss, R. Waldi, R. Wallace, S. Wandernoth, J. Wang, D. R. Ward, N. K. Watson, A. D. Webber, D. Websdale, M. Whitehead, J. Wicht, D. Wiedner, L. Wiggers, G. Wilkinson, M. P. Williams, M. Williams, F. F. Wilson, J. Wishahi, M. Witek, W. Witzeling, S. A. Wotton, S. Wright, S. Wu, K. Wyllie, Y. Xie, F. Xing, Z. Xing, Z. Yang, R. Young, X. Yuan, O. Yushchenko, M. Zangoli, M. Zavertyaev, F. Zhang, L. Zhang, W. C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, L. Zhong, A. Zvyagin

Published 2012-05-15, updated 2012-07-20Version 3

The isospin asymmetries of $B \to K^{(*)}\mu^+\mu^-$ decays and the partial branching fractions of $B^0 \to K^0\mu^+\mu^-$ and $B^+ \to K^{*+}\mu^+\mu^-$ are measured as a function of the di-muon mass squared $q^2$ using an integrated luminosity of 1.0 fb$^{-1}$ collected with the LHCb detector. The $B \to K\mu^+\mu^-$ isospin asymmetry integrated over $q^2$ is negative, deviating from zero with over 4 $\sigma$ significance. The $B \to K^{*}\mu^+\mu^-$ decay measurements are consistent with the Standard Model prediction of negligible isospin asymmetry. The observation of the decay $B^0 \to K^0_{\rm\scriptscriptstyle S}\mu^+\mu^-$ is reported with 5.7 $\sigma$ significance. Assuming that the branching fraction of $B^0 \to K^0\mu^+\mu^-$ is twice that of $B^0 \to K^0_{\rm\scriptscriptstyle S}\mu^+\mu^-$, the branching fractions of $B^0 \to K^0\mu^+\mu^-$ and $B \to K^{*+}\mu^+\mu^-$ are found to be ($0.31^{+0.07}_{-0.06}) \times 10^{-6}$ and ($1.16\pm0.19) \times 10^{-6}$, respectively.