Search for B⁰ → K^*0𝜏⁺⁢𝜏⁻ Decays at the Belle II Experiment

Journal Article · Mon Oct 06 00:00:00 UTC 2025 · Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/v1q3-9dy8 · OSTI ID:3006443

Adachi, I. ; Adamczyk, K. ; Aggarwal, L. ; Ahmed, H. ; Aihara, H. ; Akopov, N. ; Alhakami, M. ; Aloisio, A. ; Althubiti, N. ; Angelsmark, M. ; Anh Ky, N. ; Asner, D. M. ; Atmacan, H. ; Aushev, V. ; Aversano, M. ; Ayad, R. ; Babu, V. ; Bae, H. ; Baghel, N. K. ; Bahinipati, S. ; Bambade, P. ; Banerjee, Sw. ; Bansal, S. ; Barrett, M. ; Bartl, M. ; Baudot, J. ; Baur, A. ; Beaubien, A. ; Becherer, F. ; Becker, J. ; Bennett, J. V. ; Bernlochner, F. U. ; Bertacchi, V. ; Bertemes, M. ; Bertholet, E. ; Bessner, M. ; Bettarini, S. ; Bhardwaj, V. ; Bhuyan, B. ; Bianchi, F. ; Bilka, T. ; Biswas, D. ; Bobrov, A. ; Bodrov, D. ; Bolz, A. ; Bondar, A. ; Boschetti, A. ; Bozek, A. ; Bračko, M. ; Branchini, P. ; Brenny, N. ; Briere, R. A. ; Browder, T. E. ; Budano, A. ; Bussino, S. ; Campagna, Q. ; Campajola, M. ; Cao, L. ; Casarosa, G. ; Cecchi, C. ; Cerasoli, J. ; Chang, M.-C. ; Chang, P. ; Cheaib, R. ; Cheema, P. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Chin, J. ; Chirapatpimol, K. ; Cho, H.-E. ; Cho, K. ; Cho, S.-J. ; 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We present a search for the rare flavor-changing neutral-current decay 𝐵⁰→𝐾^*0⁢𝜏⁺⁢𝜏⁻ with data collected by the Belle II experiment at the SuperKEKB electron-positron collider. The analysis uses a 365 fb⁻¹ data sample recorded at the center-of-mass energy of the ϒ⁡(4⁢𝑆) resonance. One of the 𝐵 mesons produced in the ϒ⁡(4⁢𝑆)→𝐵⁰$$⁢\overline{𝐵}$$⁰ process is fully reconstructed in a hadronic decay mode, while its companion 𝐵 meson is required to decay into a 𝐾^*0 and two 𝜏 leptons of opposite charge. The 𝜏 leptons are reconstructed in final states with a single electron, muon, charged pion or charged 𝜌 meson, and additional neutrinos. We set an upper limit on the branching fraction of ℬ⁡(𝐵⁰→𝐾^*0⁢𝜏⁺⁢𝜏⁻)<1.8×10⁻³ at the 90% confidence level, which is the most stringent constraint reported to date.

• Research Organization: Univ. of Hawaii, Honolulu, HI (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Grant/Contract Number: AC06-76RL01830; SC0007983; SC0009824; SC0009973; SC0010007; SC0010073; SC0010118; SC0010504; SC0011784; SC0012704; SC0019230; SC0021274; SC0021616; SC0022350; SC0023470
• OSTI ID: 3006443
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 15 Vol. 135; ISSN 0031-9007; ISSN 1079-7114
• Publisher: American Physical Society (APS)Copyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English