Test of lepton flavor universality and search for lepton flavor violation in $B \rightarrow K\ell \ell$ decays - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue JHEP Année : 2021

Test of lepton flavor universality and search for lepton flavor violation in $B \rightarrow K\ell \ell$ decays

S. Choudhury , S. Sandilya , K. Trabelsi (1) , A. Giri , H. Aihara , S. Al Said , D.M. Asner , H. Atmacan , V. Aulchenko , T. Aushev , R. Ayad , V. Babu , S. Bahinipati , P. Behera , C. Beleño , K. Belous , J. Bennett , F. Bernlochner , M. Bessner , V. Bhardwaj , T. Bilka , J. Biswal , G. Bonvicini , A. Bozek , M. Bračko , T.E. Browder , M. Campajola , D. Červenkov , M.-C. Chang , P. Chang , V. Chekelian , A. Chen , B.G. Cheon , K. Chilikin , K. Cho , S.-K. Choi , Y. Choi , D. Cinabro , S. Cunliffe , N. Dash , G. De Nardo , R. Dhamija , F. Di Capua , J. Dingfelder , Z. Doležal , T.V. Dong , D. Dossett , S. Dubey , S. Eidelman , D. Epifanov , T. Ferber , D. Ferlewicz , B.G. Fulsom , R. Garg , V. Gaur , N. Gabyshev , A. Garmash , P. Goldenzweig , B. Golob , D. Greenwald , C. Hadjivasiliou , O. Hartbrich , H. Hayashii , M.T. Hedges , M. Hernandez Villanueva , T. Higuchi , W.-S. Hou , C.-L. Hsu , T. Iijima , K. Inami , A. Ishikawa , R. Itoh , M. Iwasaki , Y. Iwasaki , W.W. Jacobs , E.-J. Jang , H.B. Jeon , S. Jia , Y. Jin , C.W. Joo , K.K. Joo , J. Kahn , A.B. Kaliyar , K.H. Kang , G. Karyan , H. Kichimi , C. Kiesling , B.H. Kim , D.Y. Kim , K.-H. Kim , K.T. Kim , S.H. Kim , Y.-K. Kim , K. Kinoshita , P. Kodyš , S. Korpar , D. Kotchetkov , P. Križan , R. Kroeger , P. Krokovny , T. Kuhr , R. Kulasiri , R. Kumar , K. Kumara , A. Kuzmin , Y.-J. Kwon , K. Lalwani , S.C. Lee , P. Lewis , C.H. Li , L.K. Li , Y.B. Li , L. Li Gioi , J. Libby , K. Lieret , Z. Liptak , D. Liventsev , T. Luo , M. Masuda , T. Matsuda , D. Matvienko , M. Merola , K. Miyabayashi , R. Mizuk , G.B. Mohanty , S. Mohanty , T.J. Moon , T. Mori , I. Nakamura , K.R. Nakamura , M. Nakao , Z. Natkaniec , A. Natochii , L. Nayak , M. Nayak , M. Niiyama , N.K. Nisar , S. Nishida , K. Ogawa , H. Ono , Y. Onuki , P. Oskin , P. Pakhlov , G. Pakhlova , S. Pardi , H. Park , S.-H. Park , S. Patra , S. Paul , T.K. Pedlar , R. Pestotnik , L.E. Piilonen , T. Podobnik , V. Popov , E. Prencipe , M.T. Prim , A. Rabusov , A. Rostomyan , N. Rout , M. Rozanska , G. Russo , D. Sahoo , Y. Sakai , L. Santelj , T. Sanuki , V. Savinov , G. Schnell , J. Schueler , C. Schwanda , A.J. Schwartz , Y. Seino , K. Senyo , M.E. Sevior , M. Shapkin , V. Shebalin , J.-G. Shiu , B. Shwartz , F. Simon , A. Sokolov , E. Solovieva , S. Stanič , M. Starič , Z.S. Stottler , T. Sumiyoshi , W. Sutcliffe , M. Takizawa , U. Tamponi , K. Tanida , F. Tenchini , M. Uchida , S. Uehara , T. Uglov , Y. Unno , S. Uno , P. Urquijo , Y. Ushiroda , R. van Tonder , G. Varner , K.E. Varvell , A. Vinokurova , V. Vorobyev , E. Waheed , C.H. Wang , E. Wang , M.-Z. Wang , P. Wang , M. Watanabe , S. Watanuki (1) , S. Wehle , J. Wiechczynski , E. Won , X. Xu , B.D. Yabsley , W. Yan , S.B. Yang , H. Ye , J. Yelton , J.H. Yin , C.Z. Yuan , Y. Yusa , Z.P. Zhang , V. Zhilich , V. Zhukova
S. Choudhury
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S. Sandilya
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C.Z. Yuan
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Z.P. Zhang
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V. Zhilich
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V. Zhukova

Résumé

We present measurements of the branching fractions for the decays B → Kμ$^{+}$μ$^{−}$ and B → Ke$^{+}$e$^{−}$, and their ratio (R$_{K}$), using a data sample of 711 fb$^{−1}$ that contains 772 × 10$^{6} B\overline{B} $ events. The data were collected at the ϒ(4S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e$^{+}$e$^{−}$ collider. The ratio R$_{K}$ is measured in five bins of dilepton invariant-mass-squared (q$^{2}$): q$^{2}$ ∈ (0.1, 4.0), (4.00, 8.12), (1.0, 6.0), (10.2, 12.8) and (> 14.18) GeV$^{2}$/c$^{4}$, along with the whole q$^{2}$ region. The R$_{K}$ value for q$^{2}$ ∈ (1.0, 6.0) GeV$^{2}$/c$^{4}$ is $ {1.03}_{-0.24}^{+0.28} $ ± 0.01. The first and second uncertainties listed are statistical and systematic, respectively. All results for R$_{K}$ are consistent with Standard Model predictions. We also measure CP-averaged isospin asymmetries in the same q$^{2}$ bins. The results are consistent with a null asymmetry, with the largest difference of 2.6 standard deviations occurring for the q$^{2}$ ∈ (1.0, 6.0) GeV$^{2}$/c$^{4}$ bin in the mode with muon final states. The measured differential branching fractions, $ d\mathrm{\mathcal{B}} $/dq$^{2}$, are consistent with theoretical predictions for charged B decays, while the corresponding values are below the expectations for neutral B decays. We have also searched for lepton-flavor-violating B → Kμ$^{±}$e$^{∓}$ decays and set 90% confidence-level upper limits on the branching fraction in the range of 10$^{−8}$ for B$^{+}$ → K$^{+}$μ$^{±}$e$^{∓}$, and B$^{0}$ → K$^{0}$μ$^{±}$e$^{∓}$ modes.[graphic not available: see fulltext]

Dates et versions

hal-02290768 , version 1 (17-09-2019)

Identifiants

Citer

S. Choudhury, S. Sandilya, K. Trabelsi, A. Giri, H. Aihara, et al.. Test of lepton flavor universality and search for lepton flavor violation in $B \rightarrow K\ell \ell$ decays. JHEP, 2021, 03, pp.105. ⟨10.1007/JHEP03(2021)105⟩. ⟨hal-02290768⟩
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