Measurement of the branching fraction of the $$ {\Lambda}_b^0\to J/\psi \Lambda $$ decay and isospin asymmetry of B → J/ψK decays

A bstract This paper describes a measurement of the $$ {\Lambda}_b^0\to J/\psi \Lambda $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mi>Λ</mml:mi> </mml:math> branching fraction using data collected with the LHCb experiment in proton-proton collisions from 2016 to 2018. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 5 . 4 fb − 1 . The branching fraction is determined relative to that of $$ {B}^0\to J/\psi {K}_{\textrm{S}}^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <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:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> decays, $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to J/\psi \Lambda \right)}{\mathcal{B}\left({B}^0\to J/\psi {K}_{\textrm{S}}^0\right)}=0.750\pm 0.005\pm 0.022\pm 0.005\pm 0.062, $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mfrac> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mi>Λ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <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:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:mfenced> </mml:mrow> </mml:mfrac> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.750</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.005</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.022</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.005</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.062</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> </mml:math> yielding $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to J/\psi \Lambda \right)=\left(3.34\pm 0.02\pm 0.10\pm 0.08\pm 0.28\right)\times {10}^{-4} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>J</mml:mi> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mi>Λ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mfenced> <mml:mrow> <mml:mn>3.34</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.02</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.10</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.08</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.28</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mfenced> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:math> , where the first uncertainty is statistical, the second systematic, the third due to external inputs on branching fractions and the fourth due to the ratio of $$ {\Lambda}_b^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> baryon and B 0 meson hadronisation fractions. In addition, the isospin asymmetry between the rates of $$ {B}^0\to J/\psi {K}_{\textrm{S}}^0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <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:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:math> and B + → J/ψK + decays is measured to be $$ {A}_{\