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Journal Article PUBDB-2024-06377
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Search for Rare $b → dℓ^+ℓ^-$ Transitions at Belle

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2024
APS College Park, Md.

Physical review letters 133(10), 101804 () [10.1103/PhysRevLett.133.101804]
 GO

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Report No.: Belle II Preprint 2024-005; KEK Preprint 2023-52; arXiv:2404.08133

Abstract: We present the results of a search for the $b → dℓ^+ℓ^-$ flavor-changing neutral-current rare decays $B^{+,0} → (η,ω,π^{+,0},ρ^{+,0})e^+e^-$ and $B^{+,0} → (η,ω,π^0,ρ^+)μ^+μ^-$ using a 711 fb$^{-1}$ data sample that contains 772×10$^6$ $B\bar{B}$ events. The data were collected at the $ϒ$(4S) 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 (3.8–47)×10$^{-8}$ depending on the decay channel. The obtained limits are the world’s best results. This is the first search for the channels $B^{+,0}→ (ω,ρ^{+,0})e^+e^-$ and $B^{+,0} → (ω,ρ^+)μ^+μ^-$.

Keyword(s): electron positron: annihilation ; electron positron: colliding beams ; B: pair production ; B0: rare decay ; B+: rare decay ; B0: semileptonic decay ; B+: semileptonic decay ; eta ; rho(770) ; omega(783) ; neutral current: flavor changing ; BELLE ; Upsilon(10570): electroproduction ; electron: pair production ; muon: pair production ; B0: branching ratio: upper limit ; B+: branching ratio: upper limit ; KEK-B ; experimental results ; B0 --> eta electron positron ; B0 --> omega(783) electron positron ; B0 --> pi0 electron positron ; B0 --> rho(770)0 electron positron ; B+ --> rho(770)+ electron positron ; B+ --> pi+ electron positron ; B0 --> omega(783) muon+ muon- ; B0 --> pi0 muon+ muon- ; B0 --> rho(770)0 muon+ muon- ; B+ --> rho(770)+ muon+ muon- ; B+ --> pi+ muon+ muon-

Classification:

Note: Carl Zeiss Foundation, the Deutsche Forschungsgemeinschaft, the Excellence Cluster Universe
Contributing Institute(s):
  1. BELLE II Experiment (BELLE)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. InterLeptons - A search for new interactions at Belle II using leptons (947006) (947006)
  3. FAIME - Flavour Anomalies with advanced particle Identification MEthods (884719) (884719)
Experiment(s):
  1. KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2024
Database coverage:
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 Record created 2024-10-21, last modified 2025-07-23
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