Journal of High Energy Physics (Aug 2023)

Search for B s 0 $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → ℓ ∓ τ ± with the semi-leptonic tagging method at Belle

  • The Belle collaboration,
  • L. Nayak,
  • S. Nishida,
  • A. Giri,
  • I. Adachi,
  • H. Aihara,
  • D. M. Asner,
  • H. Atmacan,
  • V. Aulchenko,
  • T. Aushev,
  • R. Ayad,
  • V. Babu,
  • S. Bahinipati,
  • S. Banerjee,
  • M. Bauer,
  • P. Behera,
  • K. Belous,
  • J. Bennett,
  • M. Bessner,
  • B. Bhuyan,
  • D. Biswas,
  • D. Bodrov,
  • J. Borah,
  • A. Bozek,
  • M. Bračko,
  • P. Branchini,
  • T. E. Browder,
  • A. Budano,
  • M. Campajola,
  • D. Červenkov,
  • M.-C. Chang,
  • B. G. Cheon,
  • K. Chilikin,
  • H. E. Cho,
  • K. Cho,
  • S.-K. Choi,
  • Y. Choi,
  • S. Choudhury,
  • D. Cinabro,
  • J. Cochran,
  • S. Das,
  • N. Dash,
  • G. De Nardo,
  • G. De Pietro,
  • R. Dhamija,
  • F. Di Capua,
  • J. Dingfelder,
  • Z. Doležal,
  • T. V. Dong,
  • D. Dossett,
  • S. Dubey,
  • D. Epifanov,
  • T. Ferber,
  • D. Ferlewicz,
  • B. G. Fulsom,
  • R. Garg,
  • V. Gaur,
  • P. Goldenzweig,
  • E. Graziani,
  • T. Gu,
  • Y. Guan,
  • S. Halder,
  • T. Hara,
  • K. Hayasaka,
  • H. Hayashii,
  • M. T. Hedges,
  • D. Herrmann,
  • W.-S. Hou,
  • C.-L. Hsu,
  • T. Iijima,
  • K. Inami,
  • G. Inguglia,
  • N. Ipsita,
  • A. Ishikawa,
  • R. Itoh,
  • M. Iwasaki,
  • W. W. Jacobs,
  • E.-J. Jang,
  • S. Jia,
  • Y. Jin,
  • K. K. Joo,
  • A. B. Kaliyar,
  • T. Kawasaki,
  • C. Kiesling,
  • C. H. Kim,
  • D. Y. Kim,
  • K.-H. Kim,
  • Y.-K. Kim,
  • K. Kinoshita,
  • P. Kodyš,
  • T. Konno,
  • A. Korobov,
  • S. Korpar,
  • E. Kovalenko,
  • P. Križan,
  • P. Krokovny,
  • T. Kuhr,
  • M. Kumar,
  • R. Kumar,
  • K. Kumara,
  • A. Kuzmin,
  • Y.-J. Kwon,
  • S. C. Lee,
  • J. Li,
  • L. K. Li,
  • Y. Li,
  • J. Libby,
  • K. Lieret,
  • Y.-R. Lin,
  • D. Liventsev,
  • T. Luo,
  • Y. Ma,
  • M. Masuda,
  • T. Matsuda,
  • S. K. Maurya,
  • F. Meier,
  • M. Merola,
  • F. Metzner,
  • K. Miyabayashi,
  • R. Mizuk,
  • G. B. Mohanty,
  • I. Nakamura,
  • M. Nakao,
  • Z. Natkaniec,
  • A. Natochii,
  • N. K. Nisar,
  • S. Ogawa,
  • H. Ono,
  • P. Oskin,
  • P. Pakhlov,
  • G. Pakhlova,
  • T. Pang,
  • S. Pardi,
  • J. Park,
  • S.-H. Park,
  • A. Passeri,
  • S. Paul,
  • T. K. Pedlar,
  • R. Pestotnik,
  • L. E. Piilonen,
  • T. Podobnik,
  • E. Prencipe,
  • M. T. Prim,
  • A. Rostomyan,
  • N. Rout,
  • G. Russo,
  • S. Sandilya,
  • A. Sangal,
  • L. Santelj,
  • V. Savinov,
  • G. Schnell,
  • C. Schwanda,
  • A. J. Schwartz,
  • Y. Seino,
  • K. Senyo,
  • M. E. Sevior,
  • M. Shapkin,
  • C. Sharma,
  • J.-G. Shiu,
  • A. Sibidanov,
  • E. Solovieva,
  • M. Starič,
  • M. Sumihama,
  • T. Sumiyoshi,
  • M. Takizawa,
  • K. Tanida,
  • F. Tenchini,
  • K. Trabelsi,
  • M. Uchida,
  • Y. Unno,
  • K. Uno,
  • S. Uno,
  • P. Urquijo,
  • S. E. Vahsen,
  • G. Varner,
  • K. E. Varvell,
  • A. Vinokurova,
  • D. Wang,
  • M.-Z. Wang,
  • S. Watanuki,
  • E. Won,
  • B. D. Yabsley,
  • W. Yan,
  • J. Yelton,
  • Y. Yook,
  • C. Z. Yuan,
  • L. Yuan,
  • Y. Yusa,
  • Y. Zhai,
  • Z. P. Zhang,
  • V. Zhilich,
  • V. Zhukova

DOI
https://doi.org/10.1007/JHEP08(2023)178
Journal volume & issue
Vol. 2023, no. 8
pp. 1 – 13

Abstract

Read online

Abstract We present a search for the lepton-flavor-violating decays B s 0 $$ {B}_s^0 $$ → ℓ ∓ τ ± , where ℓ = e, μ, using the full data sample of 121 fb −1 collected at the Υ(5S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e + e − collider. We use B s 0 B ¯ s 0 $$ {B}_s^0{\overline{B}}_s^0 $$ events in which one B s 0 $$ {B}_s^0 $$ meson is reconstructed in a semileptonic decay mode and the other in the signal mode. We find no evidence for B s 0 $$ {B}_s^0 $$ → ℓ ∓ τ ± decays and set upper limits on their branching fractions at 90% confidence level as B $$ \mathcal{B} $$ ( B s 0 $$ {B}_s^0 $$ → e ∓ τ ± ) < 14 × 10 −4 and B $$ \mathcal{B} $$ ( B s 0 $$ {B}_s^0 $$ → μ ∓ τ ± ) < 7.3 × 10 −4. Our result represents the first upper limit on the B s 0 $$ {B}_s^0 $$ → e ∓ τ ± decay rate.

Keywords