Abstract
We search for the rare decay B+→K+νν¯ in a 362 fb-1 sample of electron-positron collisions at the δ (4S) resonance collected with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We use the inclusive properties of the accompanying B meson in δ (4S)→BB¯ events to suppress background from other decays of the signal B candidate and light-quark pair production. We validate the measurement with an auxiliary analysis based on a conventional hadronic reconstruction of the accompanying B meson. For background suppression, we exploit distinct signal features using machine learning methods tuned with simulated data. The signal-reconstruction efficiency and background suppression are validated through various control channels. The branching fraction is extracted in a maximum likelihood fit. Our inclusive and hadronic analyses yield consistent results for the B+→K+νν¯ branching fraction of [2.7±0.5(stat)±0.5(syst)]×10-5 and [1.1-0.8+0.9(stat)-0.5+0.8(syst)]×10-5, respectively. Combining the results, we determine the branching fraction of the decay B+→K+νν¯ to be [2.3±0.5(stat)-0.4+0.5(syst)]×10-5, providing the first evidence for this decay at 3.5 standard deviations. The combined result is 2.7 standard deviations above the standard model expectation.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 112006 |
| Journal | Physical Review D |
| Volume | 109 |
| Issue number | 11 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 2024 Jun 1 |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2024 authors. Published by the American Physical Society. Published by the American Physical Society under the terms of the "https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP3.
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In: Physical Review D, Vol. 109, No. 11, 112006, 01.06.2024.
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N2 - We search for the rare decay B+→K+νν¯ in a 362 fb-1 sample of electron-positron collisions at the δ (4S) resonance collected with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We use the inclusive properties of the accompanying B meson in δ (4S)→BB¯ events to suppress background from other decays of the signal B candidate and light-quark pair production. We validate the measurement with an auxiliary analysis based on a conventional hadronic reconstruction of the accompanying B meson. For background suppression, we exploit distinct signal features using machine learning methods tuned with simulated data. The signal-reconstruction efficiency and background suppression are validated through various control channels. The branching fraction is extracted in a maximum likelihood fit. Our inclusive and hadronic analyses yield consistent results for the B+→K+νν¯ branching fraction of [2.7±0.5(stat)±0.5(syst)]×10-5 and [1.1-0.8+0.9(stat)-0.5+0.8(syst)]×10-5, respectively. Combining the results, we determine the branching fraction of the decay B+→K+νν¯ to be [2.3±0.5(stat)-0.4+0.5(syst)]×10-5, providing the first evidence for this decay at 3.5 standard deviations. The combined result is 2.7 standard deviations above the standard model expectation.
AB - We search for the rare decay B+→K+νν¯ in a 362 fb-1 sample of electron-positron collisions at the δ (4S) resonance collected with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We use the inclusive properties of the accompanying B meson in δ (4S)→BB¯ events to suppress background from other decays of the signal B candidate and light-quark pair production. We validate the measurement with an auxiliary analysis based on a conventional hadronic reconstruction of the accompanying B meson. For background suppression, we exploit distinct signal features using machine learning methods tuned with simulated data. The signal-reconstruction efficiency and background suppression are validated through various control channels. The branching fraction is extracted in a maximum likelihood fit. Our inclusive and hadronic analyses yield consistent results for the B+→K+νν¯ branching fraction of [2.7±0.5(stat)±0.5(syst)]×10-5 and [1.1-0.8+0.9(stat)-0.5+0.8(syst)]×10-5, respectively. Combining the results, we determine the branching fraction of the decay B+→K+νν¯ to be [2.3±0.5(stat)-0.4+0.5(syst)]×10-5, providing the first evidence for this decay at 3.5 standard deviations. The combined result is 2.7 standard deviations above the standard model expectation.
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U2 - 10.1103/PhysRevD.109.112006
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