Search for Rare $b\to d{\ell }^{+}{\ell }^{-}$ Transitions at Belle

Journal Article · 05 September 2024 · Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.101804 · OSTI ID:2439790

Adachi, I. ; Aggarwal, L. ; Aihara, H. ; Akopov, N. ; Aloisio, A. ; Al Said, S. ; Asner, D. M. ; Atmacan, H. ; Aushev, V. ; Aversano, M. ; Ayad, R. ; Babu, V. ; Bae, H. ; Bahinipati, S. ; Bambade, P. ; Banerjee, Sw. ; Bansal, S. ; Barrett, M. ; Baudot, J. ; Beaubien, A. ; Becherer, F. ; Becker, J. ; Belous, K. ; Bennett, J. V. ; Bernlochner, F. U. ; Bertacchi, V. ; Bertemes, M. ; Bertholet, E. ; Bessner, M. ; Bettarini, S. ; Bianchi, F. ; Bierwirth, L. ; Bilka, T. ; Biswas, D. ; Bobrov, A. ; Bodrov, D. ; Bolz, A. ; Borah, J. ; Bozek, A. ; Bračko, M. ; Branchini, P. ; Briere, R. A. ; Browder, T. E. ; Budano, A. ; Bussino, S. ; Campajola, M. ; Cao, L. ; Casarosa, G. ; Cecchi, C. ; Cerasoli, J. ; Chang, M. -C. ; Chang, P. ; Cheaib, R. ; Cheema, P. ; Chen, C. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Chirapatpimol, K. ; Cho, H. -E. ; Cho, K. ; Cho, S. -J. ; Choi, S. -K. ; Choi, Y. ; Choudhury, S. ; Cochran, J. ; Corona, L. ; Das, S. ; Dattola, F. ; De La Cruz-Burelo, E. ; De La Motte, S. A. ; de Marino, G. ; De Nardo, G. ; De Pietro, G. ; de Sangro, R. ; Destefanis, M. ; Dey, S. ; Dhamija, R. ; Di Capua, F. ; Dingfelder, J. ; Doležal, Z. ; Dong, T. V. ; Dorigo, M. ; Dort, K. ; Dossett, D. ; Dreyer, S. ; Dubey, S. ; Dugic, K. ; Dujany, G. ; Ecker, P. ; Epifanov, D. ; Feichtinger, P. ; Ferber, T. ; Ferlewicz, D. ; Fillinger, T. ; Finck, C. ; Finocchiaro, G. ; Fodor, A. ; Forti, F. ; Fulsom, B. G. ; Gabrielli, A. ; Ganiev, E. ; Garcia-Hernandez, M. ; Garg, R. ; Gaudino, G. ; Gaur, V. ; Gellrich, A. ; Ghevondyan, G. ; Ghosh, D. ; Ghumaryan, H. ; Giakoustidis, G. ; Giordano, R. ; Giri, A. ; Glazov, A. ; Gobbo, B. ; Godang, R. ; Gogota, O. ; Goldenzweig, P. ; Grammatico, T. ; Granderath, S. ; Graziani, E. ; Greenwald, D. ; Gruberová, Z. ; Gu, T. ; Guan, Y. ; Gudkova, K. ; Han, Y. ; Hara, T. ; Hayasaka, K. ; Hayashii, H. ; Hazra, S. ; Hedges, M. T. ; Heidelbach, A. ; Heredia de la Cruz, I. ; Hernández Villanueva, M. ; Higuchi, T. ; Hoek, M. ; Hohmann, M. ; Horak, P. ; Hsu, C. -L. ; Humair, T. ; Iijima, T. ; Inami, K. ; Inguglia, G. ; Ipsita, N. ; Ishikawa, A. ; Itoh, R. ; Iwasaki, M. ; Jacobs, W. W. ; Jang, E. -J. ; Ji, Q. P. ; Jia, S. ; Jin, Y. ; Junkerkalefeld, H. ; Kalita, D. ; Kaliyar, A. B. ; Kandra, J. ; Kang, S. ; Karyan, G. ; Kawasaki, T. ; Keil, F. ; Kiesling, C. ; Kim, C. -H. ; Kim, D. Y. ; Kim, K. -H. ; Kim, Y. -K. ; Kinoshita, K. ; Kodyš, P. ; Koga, T. ; Kohani, S. ; Kojima, K. ; Korobov, A. ; Korpar, S. ; Kovalenko, E. ; Kowalewski, R. ; Kraetzschmar, T. M. G. ; Križan, P. ; Krokovny, P. ; Kuhr, T. ; Kulii, Y. ; Kumar, J. ; Kumar, M. ; Kumara, K. ; Kunigo, T. ; Kuzmin, A. ; Kwon, Y. -J. ; Lacaprara, S. ; Lai, Y. -T. ; Lalwani, K. ; Lam, T. ; Lanceri, L. ; Lange, J. S. ; Laurenza, M. ; Lautenbach, K. ; Leboucher, R. ; Le Diberder, F. R. ; Lee, M. J. ; Leo, P. ; Levit, D. ; Lewis, P. M. ; Li, L. K. ; Li, Y. ; Li, Y. B. ; Libby, J. ; Liu, Q. Y. ; Liu, Y. ; Liu, Z. Q. ; Liventsev, D. ; Longo, S. ; Lueck, T. ; Luo, T. ; Lyu, C. ; Ma, Y. ; Maggiora, M. ; Maharana, S. P. ; Maiti, R. ; Maity, S. ; Mancinelli, G. ; Manfredi, R. ; Manoni, E. ; Mantovano, M. ; Marcantonio, D. ; Marinas, C. ; Martellini, C. ; Martinov, T. ; Massaccesi, L. ; Masuda, M. ; Matvienko, D. ; Maurya, S. K. ; McKenna, J. A. ; Mehta, R. ; Meier, F. ; Merola, M. ; Metzner, F. ; Miller, C. ; Mirra, M. ; Mitra, S. ; Miyabayashi, K. ; Miyake, H. ; Mizuk, R. ; Mohanty, G. B. ; Moneta, S. ; Moser, H. -G. ; Mrvar, M. ; Mussa, R. ; Nakamura, I. ; Nakamura, K. R. ; Nakao, M. ; Nakazawa, Y. ; Narimani Charan, A. ; Naruki, M. ; Natkaniec, Z. ; Natochii, A. ; Nayak, L. ; Nayak, M. ; Nazaryan, G. ; Neu, M. ; Ninkovic, J. ; Nishida, S. ; Ogawa, S. ; Onishchuk, Y. ; Ono, H. ; Otani, F. ; Pakhlova, G. ; Panta, A. ; Pardi, S. ; Parham, K. ; Park, S. -H. ; Paschen, B. ; Passeri, A. ; Patra, S. ; Pedlar, T. K. ; Peschke, R. ; Pestotnik, R. ; Piilonen, L. E. ; Podesta-Lerma, P. L. M. ; Podobnik, T. ; Pokharel, S. ; Praz, C. ; Prell, S. ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Prudiiev, I. ; Purwar, H. ; Rados, P. ; Raeuber, G. ; Raiz, S. ; Rauls, N. ; Reif, M. ; Reiter, S. ; Remnev, M. ; Ripp-Baudot, I. ; Rizzo, G. ; Robertson, S. H. ; Roehrken, M. ; Roney, J. M. ; Rostomyan, A. ; Rout, N. ; Russo, G. ; Sanders, D. A. ; Sandilya, S. ; Santelj, L. ; Sato, Y. ; Savinov, V. ; Scavino, B. ; Schmitt, C. ; Schnell, G. ; Schwanda, C. ; Schwickardi, M. ; Seino, Y. ; Selce, A. ; Senyo, K. ; Sevior, M. E. ; Sfienti, C. ; Shan, W. ; Shi, X. D. ; Shillington, T. ; Shiu, J. -G. ; Shtol, D. ; Shwartz, B. ; Sibidanov, A. ; Simon, F. ; Singh, J. B. ; Skorupa, J. ; Sobie, R. J. ; Sobotzik, M. ; Soffer, A. ; Sokolov, A. ; Solovieva, E. ; Spataro, S. ; Spruck, B. ; Starič, M. ; Stavroulakis, P. ; Stefkova, S. ; Stroili, R. ; Sumihama, M. ; Sumisawa, K. ; Sutcliffe, W. ; Suwonjandee, N. ; Svidras, H. ; Takizawa, M. ; Tamponi, U. ; Tanida, K. ; Tenchini, F. ; Tittel, O. ; Tiwary, R. ; Torassa, E. ; Trabelsi, K. ; Tsaklidis, I. ; Uchida, M. ; Ueda, I. ; Uglov, T. ; Unger, K. ; Unno, Y. ; Uno, K. ; Uno, S. ; Urquijo, P. ; Ushiroda, Y. ; Vahsen, S. E. ; van Tonder, R. ; Varvell, K. E. ; Veronesi, M. ; Vinokurova, A. ; Vismaya, V. S. ; Vitale, L. ; Vobbilisetti, V. ; Volpe, R. ; Wakai, M. ; Wallner, S. ; Wang, E. ; Wang, M. -Z. ; Wang, X. L. ; Wang, Z. ; Warburton, A. ; Watanabe, M. ; Watanuki, S. ; Wessel, C. ; Won, E. ; Xu, X. P. ; Yabsley, B. D. ; Yamada, S. ; Yan, W. ; Yang, S. B. ; Yelton, J. ; Yin, J. H. ; Yoshihara, K. ; Yuan, C. Z. ; Zani, L. ; Zeng, F. ; Zhang, B. ; Zhang, Y. ; Zhilich, V. ; Zhou, Q. D. ; Zhukova, V. I. ; Žlebčík, R.

We present the results of a search for the $b\to d{\ell }^{+}{\ell }^{-}$ flavor-changing neutral-current rare decays $B^{+,0}\to (\eta ,\omega ,{\pi }^{+,0},{\rho }^{+,0})e^{+}{e}^{-}$ and $B^{+,0}\to (\eta ,\omega ,{\pi }^0,{\rho }^{+}){\mu }^{+}{\mu }^{-}$ using a $711{\mathrm{fb}}^{-1}$ data sample that contains $772\times {10}^{6}B\overline{B}$ events. The data were collected at the $\mathrm{\Upsilon }\left(4S\right)$ resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy $e^{+}{e}^{-}$ collider. We find no evidence for signal and set upper limits on branching fractions at the 90% confidence level in the range $\left(3.8–47\right)\times {10}^{-8}$ depending on the decay channel. The obtained limits are the world’s best results. This is the first search for the channels $B^{+,0}\to (\omega ,{\rho }^{+,0})e^{+}{e}^{-}$ and $B^{+,0}\to (\omega ,{\rho }^{+}){\mu }^{+}{\mu }^{-}$ . Published by the American Physical Society 2024

• Sponsoring Organization: USDOE
• OSTI ID: 2439790
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 10 Vol. 133; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
• Publisher: American Physical SocietyCopyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English