Measurement of branching fractions and direct $CP$ asymmetries for $B\to K\pi$ and $B\to \pi \pi$ decays at Belle II

Journal Article · 03 January 2024 · Physical Review. D.

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.109.012001 · OSTI ID:2473541

Adachi, I. ; Aggarwal, L. ; Ahmed, H. ; Aihara, H. ; Akopov, N. ; Aloisio, A. ; Anh Ky, N. ; Asner, D. M. ; Atmacan, H. ; Aushev, T. ; Aushev, V. ; Aversano, M. ; Babu, V. ; Bae, H. ; Bahinipati, S. ; Bambade, P. ; Banerjee, Sw. ; Bansal, S. ; Barrett, M. ; Baudot, J. ; Bauer, M. ; Baur, A. ; Beaubien, A. ; Becherer, F. ; Becker, J. ; Behera, P. K. ; Bennett, J. V. ; Bernlochner, F. U. ; Bertacchi, V. ; Bertemes, M. ; Bertholet, E. ; Bessner, M. ; Bettarini, S. ; Bhuyan, B. ; Bianchi, F. ; Bilka, T. ; Biswas, D. ; Bobrov, A. ; Bodrov, D. ; Bolz, A. ; Bondar, 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. ; Chekelian, V. ; Chen, C. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Chirapatpimol, K. ; Cho, H. -E. ; Cho, K. ; Cho, S. -J. ; Choi, S. -K. ; Choudhury, S. ; Cochran, J. ; Corona, L. ; Cremaldi, L. M. ; Das, S. ; Dattola, F. ; De La Cruz-Burelo, E. ; De La Motte, S. A. ; De Nardo, G. ; De Nuccio, M. ; De Pietro, G. ; de Sangro, R. ; Destefanis, M. ; Dey, S. ; De Yta-Hernandez, A. ; Dhamija, R. ; Di Canto, A. ; Di Capua, F. ; Dingfelder, J. ; Doležal, Z. ; Domínguez Jiménez, I. ; Dong, T. V. ; Dorigo, M. ; Dort, K. ; Dossett, D. ; Dreyer, S. ; Dubey, S. ; Dujany, G. ; Ecker, P. ; Eliachevitch, M. ; Epifanov, D. ; Feichtinger, P. ; Ferber, T. ; Ferlewicz, D. ; Fillinger, T. ; Finck, C. ; Finocchiaro, G. ; Fodor, A. ; Forti, F. ; Frey, A. ; Fulsom, B. G. ; Gabrielli, A. ; Ganiev, E. ; Garcia-Hernandez, M. ; Garg, R. ; Garmash, A. ; Gaudino, G. ; Gaur, V. ; Gaz, A. ; Gellrich, A. ; Ghevondyan, G. ; Ghosh, D. ; Ghumaryan, H. ; Giakoustidis, G. ; Giordano, R. ; Giri, A. ; Glazov, A. ; Gobbo, B. ; Godang, R. ; Gogota, O. ; Goldenzweig, P. ; Grace, P. ; Gradl, W. ; Grammatico, T. ; Granderath, S. ; Graziani, E. ; Greenwald, D. ; Gruberová, Z. ; Gu, T. ; Guan, Y. ; Gudkova, K. ; Halder, S. ; Han, Y. ; Hara, T. ; Hayasaka, K. ; Hayashii, H. ; Hazra, S. ; Hearty, C. ; Hedges, M. T. ; Heidelbach, A. ; Heredia de la Cruz, I. ; Hernández Villanueva, M. ; Hershenhorn, A. ; Higuchi, T. ; Hill, E. C. ; Hoek, M. ; Hohmann, M. ; Horak, P. ; Hsu, C. -L. ; Humair, T. ; Iijima, T. ; Inami, K. ; Ipsita, N. ; Ishikawa, A. ; Ito, S. ; Itoh, R. ; Iwasaki, M. ; Jackson, P. ; Jacobs, W. W. ; Jaffe, D. E. ; Jang, E. -J. ; Ji, Q. P. ; Jia, S. ; Jin, Y. ; Johnson, A. ; Joo, K. K. ; Junkerkalefeld, H. ; Kalita, D. ; Kaliyar, A. B. ; Kandra, J. ; Kang, K. H. ; Kang, S. ; Karyan, G. ; Kawasaki, T. ; Keil, F. ; Ketter, C. ; Kiesling, C. ; Kim, C. -H. ; Kim, D. Y. ; Kim, K. -H. ; Kim, Y. -K. ; Kindo, H. ; Kinoshita, K. ; Kodyš, P. ; Koga, T. ; Kohani, S. ; Kojima, K. ; Konno, T. ; Korobov, A. ; Korpar, S. ; Kovalenko, E. ; Kowalewski, R. ; Kraetzschmar, T. M. G. ; Križan, P. ; Krokovny, P. ; Kulii, Y. ; Kuhr, T. ; Kumar, M. ; Kumar, R. ; Kumara, K. ; Kunigo, T. ; Kuzmin, A. ; Kwon, Y. -J. ; Lacaprara, S. ; Lai, Y. -T. ; Lam, T. ; Lanceri, L. ; Lange, J. S. ; Laurenza, M. ; Leboucher, R. ; Le Diberder, F. R. ; Leitl, P. ; Levit, D. ; Lewis, P. M. ; Li, C. ; Li, L. K. ; Li, Y. ; Libby, J. ; Lin, S. ; Liu, Q. Y. ; Liu, Z. Q. ; Liventsev, D. ; Longo, S. ; Lueck, T. ; Lyu, C. ; Ma, Y. ; Maggiora, M. ; Maharana, S. P. ; Maiti, R. ; Maity, S. ; Mancinelli, G. ; Manfredi, R. ; Manoni, E. ; Mantovano, M. ; Marcantonio, D. ; Marcello, S. ; Marinas, C. ; Martel, L. ; Martellini, C. ; Martini, A. ; Martinov, T. ; Massaccesi, L. ; Masuda, M. ; Matsuda, T. ; Matsuoka, K. ; Matvienko, D. ; Maurya, S. K. ; McKenna, J. A. ; Mehta, R. ; Meier, F. ; Merola, M. ; Metzner, F. ; Milesi, M. ; Miller, C. ; Mirra, M. ; Miyabayashi, K. ; Mizuk, R. ; Mohanty, G. B. ; Molina-Gonzalez, N. ; Mondal, S. ; Moneta, S. ; Moser, H. -G. ; Mrvar, M. ; Mussa, R. ; Nakamura, I. ; Nakao, M. ; Nakazawa, Y. ; Narimani Charan, A. ; Naruki, M. ; Natkaniec, Z. ; Natochii, A. ; Nayak, L. ; Nayak, M. ; Nazaryan, G. ; Nisar, N. K. ; Nishida, S. ; Ogawa, S. ; Ono, H. ; Onuki, Y. ; Oskin, P. ; Otani, F. ; Pakhlov, P. ; Pakhlova, G. ; Paladino, A. ; Panta, A. ; Paoloni, E. ; Pardi, S. ; Parham, K. ; Park, H. ; Park, S. -H. ; Paschen, B. ; Passeri, A. ; Patra, S. ; Paul, S. ; Pedlar, T. K. ; Peruzzi, I. ; Peschke, R. ; Pestotnik, R. ; Pham, F. ; Piccolo, M. ; Piilonen, L. E. ; Podesta-Lerma, P. L. M. ; Podobnik, T. ; Pokharel, S. ; Praz, C. ; Prell, S. ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Purwar, H. ; Rad, N. ; Rados, P. ; Raeuber, G. ; Raiz, S. ; 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. ; Sahoo, D. ; Sandilya, S. ; Sangal, A. ; Santelj, L. ; Sato, Y. ; Savinov, V. ; Scavino, B. ; Schmitt, C. ; Schwanda, C. ; Schwartz, A. J. ; Seino, Y. ; Selce, A. ; Senyo, K. ; Serrano, J. ; Sevior, M. E. ; Sfienti, C. ; Shan, W. ; Sharma, C. ; Shi, X. D. ; Shillington, T. ; Shiu, J. -G. ; Shtol, D. ; 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. ; Stottler, Z. S. ; Stroili, R. ; Strube, J. ; Sumihama, M. ; Sumisawa, K. ; Sutcliffe, W. ; Svidras, H. ; Takahashi, M. ; Takizawa, M. ; Tamponi, U. ; Tanida, K. ; Tanigawa, H. ; Tenchini, F. ; Thaller, A. ; Tittel, O. ; Tiwary, R. ; Tonelli, D. ; Torassa, E. ; Toutounji, N. ; Trabelsi, K. ; Tsaklidis, I. ; Uchida, M. ; Ueda, I. ; Uematsu, Y. ; Uglov, T. ; Unger, K. ; Unno, Y. ; Uno, K. ; Uno, S. ; Urquijo, P. ; Ushiroda, Y. ; Vahsen, S. E. ; van Tonder, R. ; Varner, G. S. ; Varvell, K. E. ; Veronesi, M. ; Vismaya, V. S. ; Vitale, L. ; Vobbilisetti, V. ; Volpe, R. ; Wach, B. ; Wakai, M. ; Wakeling, H. M. ; Wallner, S. ; Wang, E. ; Wang, M. -Z. ; Wang, Z. ; Warburton, A. ; Watanabe, M. ; Watanuki, S. ; Welsch, M. ; 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. ; Yusa, Y. ; Zani, L. ; Zhang, Y. ; Zhilich, V. ; Zhou, J. S. ; Zhou, Q. D. ; Zhukova, V. I. ; Žlebčík, R.

We report measurements of the branching fractions and direct $CP$ asymmetries of the decays $B^0\to K^{+}{\pi }^{-}$ , $B^{+}\to K^{+}{\pi }^0$ , $B^{+}\to K^0{\pi }^{+}$ , and $B^0\to K^0{\pi }^0$ , and use these for testing the standard model through an isospin-based sum rule. In addition, we measure the branching fraction and direct $CP$ asymmetry of the decay $B^{+}\to {\pi }^{+}{\pi }^0$ and the branching fraction of the decay $B^0\to {\pi }^{+}{\pi }^{-}$ . The data are collected with the elle II detector from $e^{+}{e}^{-}$ collisions at the $\mathrm{\Upsilon }\left(4S\right)$ resonance produced by the SuperKEKB asymmetric-energy collider and contain $387\times {10}^6$ bottom-antibottom meson pairs. Signal yields are determined in two-dimensional fits to background-discriminating variables, and range from 500 to 3900 decays, depending on the channel. We obtain $-0.03\pm 0.13\pm 0.04$ for the sum rule in agreement with the standard model expectation of zero and with a precision comparable to the best existing determinations. Published by the American Physical Society 2024

• Sponsoring Organization: USDOE
• Grant/Contract Number: AC06-76RL01830; AC06-76RL01830
• OSTI ID: 2473541
• Journal Information: Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Journal Issue: 1 Vol. 109; ISSN PRVDAQ; ISSN 2470-0010
• Publisher: American Physical SocietyCopyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English