Observation of CP Violation in Charm Decays

Authors: R. Aaij, C. Abellán Beteta, B. Adeva, M. Adinolfi, C. A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, P. Albicocco, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Georgy Alkhazov, P. Álvarez Cartelle, A. A. Alves, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, G. Andreassi, M. Andreotti, J. E. Andrews, F. Archilli, P. d’Argent, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, J. J. Back, S. Baker, V. Balagura, W. Baldini, A. Baranov, R. J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, V. Batozskaya, B. Batsukh, A. Battig, V. Battista, A. Bay, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L. J. Bel, S. Belin, N. Beliy, V. Bellée, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G. Bencivenni, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, E. Bertholet, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M. O. Bettler, M. van Beuzekom, Ia. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, M. S. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, A. Birnkraut, A. Bizzeti, Mikkel Bjørn, M. P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska, V. Bocci, O. Boente García, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, M. Boubdir, T. J. V. Bowcock, C. Bozzi, S. Braun, M. Brodski, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, E. Buchanan, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, S. Cali, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, D. H. Cámpora Pérez, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, K. Carvalho Akiba, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, M. G. Chapman, M. Charles, Ph. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, V. Chekalina, C. Chen, S. Chen, S.-G. Chitic, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, F. Cindolo, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, V. Coco, J. A. B. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, A. Comerma-Montells, A. Contu, G. Coombs, S. Coquereau, G. Corti, C. M. Costa Sobral, B. Couturier, G. A. Cowan, D. C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R. Currie, C. D’Ambrosio, C. L. Da Silva, E. Dall’Occo, J. Dalseno, A. Danilina, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J. M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, C.-T. Dean, W. Dean, D. Decamp, L. Del Buono, B. Delaney, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D. Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di Nezza, S. Didenko, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A. Dosil Suárez, L. Douglas, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, P. Durante, J. M. Durham, D. Dutta, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U. Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, S. Escher, S. Esen, T. Evans, A. Falabella, N. Farley, S. Farry, D. Fazzini, P. Fernandez Declara, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R. A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, V. Franco Lima, M. J. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk, C. Färber, M. Féo, E. Gabriel, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman, P. Gandini, Y. S. Gao, L. M. Garcia Martin, B. Garcia Plana, J. García Pardiñas, J. Garra Tico, L. Garrido, D. Gascón, C. Gaspar, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D. Gerstel, Ph. Ghez, V. Gibson, O. G. Girard, P. Gironella Gironell, L. Giubega, K. Gizdov, V. V. Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I. Gorelov, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, R. Graciani Diaz, L. A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P. Griffith, L. Grillo, L. Gruber, B. R. Gruberg Cazon, C. Gu, Xingyu Guo, E. Gushchin, A. Güth, Yu. Guz, T. Gys, C. Göbel, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. C. Haines, B. Hamilton, Q. Han, X. Han, T. H. Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, Jiang He, M. Hecker, K. Heinicke, A. Heister, K. Hennessy, Louis Henry, E. van Herwijnen, J. Heuel, M. Heß, A. Hicheur, R. Hidalgo Charman, D. Hill, M. Hilton, P. Hopchev, J. F. Hu, W. Hu, W. Huang, Z. C. Huard, W. Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M. Idzik, P. Ilten, A. Inglessi, A.V. Inyakin, К. Ившин, R. Jacobsson, S. Jakobsen, J. Jalocha, E. Jans, B. K. Jashal, A. Jawahery, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C. R. Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M. Karacson, J. M. Kariuki, S. Karodia, N. Kazeev, M. Kecke, F. Keizer, M. Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, C. Khurewathanakul, K. E. Kim, T. Kirn, V. S. Kirsebom, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, M. Kolpin, R. Kopecna, P. Koppenburg, I. Kostiuk, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L. Kravchuk, M. Kreps, F. Kress, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemień, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, G. J. Kunde, A. K. Kuonen, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, D. Lancierini, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le Gac, A. Leflat, R. Lefèvre, F. Lemaitre, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, H. Li, P. R. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Likhomanenko, R. Lindner, P. Ling, F. Lionetto, V. Lisovskyi, G. Liu, Xiang Liu, David Löh, A. Loi, I. Longstaff, J. H. Lopes, G. Loustau, G. H. Lovell, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, R. Ma, F. Machefert, F. Maciuc, V. Macko, P. Mackowiak, Samuel Maddrell-Mander, O. Maev, K. Maguire, D. Maisuzenko, M. W. Majewski, S. Malde, B. Małecki, A. Malinin, T. Maltsev, H. Malygina, G. Manca, G. Mancinelli, D. Marangotto, J. Maratas, J. F. Marchand, U. Marconi, C. Marín Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks, P. J. Marshall, G. Martellotti, M. Martinelli, D. Martínez Santos, F. Martínez-Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, B. Maurin, M. McCann, A. McNab, R. McNulty, J. V. Mead, J. V. Mead, C. Meaux, N. Meinert, D. Melnychuk, Marcel Merk, A. Merli, E. Michielin, D. A. Milanes, E. Millard, M.-N. Minard, L. Minzoni, D. S. Mitzel, A. Mogini, R. D. Moise, T. Mombächer, I. A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M. J. Morello, J. Moroń, A. B. Morris, R. Mountain, F. Muheim, M. Mukherjee, M. Mulder, C. H. Murphy, D. Murray, A. Mödden, D. Müller, Janine Müller, K. Müller, V. Müller, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, R. Newcombe, T. D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, N. S. Nolte, D. P. O’Hanlon, A. Obłąkowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R. Oldeman, C. J. G. Onderwater, J. D. Osborn, A. Ossowska, J. M. Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, P. R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, G. Panshin, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M. Pikies, M. Pili, D. Pinci, J. Pinzino, F. Pisani, A. Piucci, V. Placinta, S. Playfer, J. Plews, M. Pló Casasús, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, G. J. Pomery, S. Ponce, Alexander Popov, Dmitry Popov, S. Poslavskii, E. Price, C. Prouvé, Kannam Sai Lakshmi Prasanth, A. Puig Navarro, H. Pullen, G. Punzi, W. Qian, J. J. Qin, R. Quagliani, B. Quintana, N. V. Raab, B. Rachwał, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M. S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Ravonel Salzgeber, M. Reboud, F. Redi, S. Reichert, A. C. dos Reis, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, S. Ricciardi, S. Richards, K. Rinnert, G. Robertson, A. Robert, A. B. Rodrigues, E. Rodrigues, J. A. Rodriguez Lopez, M. Röhrken, S. Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J. D. Roth, M. Rotondo, M. S. Rudolph, T. Ruf, J. Ruiz Vidal, J. J. Saborido Silva, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, C. Sanchez Gras, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C. Santamarina Ríos, M. Santimaria, E. Santovetti, G. Sarpis, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, H. F. Schreiner, M. Schubiger, S. Schulte, M. H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, E. S. Sepulveda, A. Sergi, N. Serra, J. Serrano, L. Sestini, A. Seuthe, P. Seyfert, M. Shapkin, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, E. Shmanin, B. G. Siddi, R. Silva Coutinho, L. Silva de Oliveira, G. Simi, S. Simone, I. Skiba, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, J. G. Smeaton, E. Smith, I. T. Smith, M. Smith, M. S. Soares, l. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, B. Souza De Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, M. Stepanova, H. Stevens, A. Stocchi, S. Stone, S. Stracka, M. E. Stramaglia, M. Straticiuc, U. Straumann, S. Strokov, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, S. T’Jampens, Z. Tang, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, J. van Tilburg, M. J. Tilley, V. Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, D. Y. Tou, R. Tourinho Jadallah Aoude, E. Tournefier, M. Traill, M. T. Tran, A. Trisovic, A. Tsaregorodtsev, G. Tuci, A. Tully, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat, G. Valenti, H. Van Hecke, C. B. Van Hulse, R. Vazquez Gomez, P. Vázquez Regueiro, S. Vecchi, M. van Veghel, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Vernet, M. Veronesi, M. Vesterinen, J. V. Viana Barbosa, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, A. Vitkovskiy, M. Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, Dorothea Vom Bruch, B. Voneki, A. Vorobyev, V. Vorobyev, N. Voropaev, J. A. de Vries, C. Vázquez Sierra, R. Waldi, J. Walsh, J. Wang, M. Wang, Y. Wang, Zhenzi Wang, D. R. Ward, H. M. Wark, N. K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, C. Weisser, Mark Whitehead, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M. Williams, M. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wiślicki, M. Witek, G. Wormser, S. A. Wotton, K. Wyllie, D. Xiao, Y. Xie, H. Xing, A. Xu, M. Xu, Qingjin Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, L. E. Yeomans, H. Yin, Jiesheng Yu, X. Yuan, O. Yushchenko, K. A. Zarebski, M. Zavertyaev, M. Zeng, D. Zhang, L. Zhang, W. C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, J. B. Zonneveld, S. Zucchelli - Physical Review Letters 2019 cited by 295

A search for charge-parity (CP) violation in D^{0}→K^{-}K^{+} and D^{0}→π^{-}π^{+} decays is reported, using pp collision data corresponding to an integrated luminosity of 5.9 fb^{-1} collected at a center-of-mass energy of 13 TeV with the LHCb detector. The flavor of the charm meson is inferred from the charge of the pion in D^{*}(2010)^{+}→D^{0}π^{+} decays or from the charge of the muon in B[over ¯]→D^{0}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}X decays. The difference between the CP asymmetries in D^{0}→K^{-}K^{+} and D^{0}→π^{-}π^{+} decays is measured to be ΔA_{CP}=[-18.2±3.2(stat)±0.9(syst)]×10^{-4} for π-tagged and ΔA_{CP}=[-9±8(stat)±5(syst)]×10^{-4} for μ-tagged D^{0} mesons. Combining these with previous LHCb results leads to ΔA_{CP}=(-15.4±2.9)×10^{-4}, where the uncertainty includes both statistical and systematic contributions. The measured value differs from zero by more than 5 standard deviations. This is the first observation of CP violation in the decay of charm hadrons.