arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2602.09800hep-ex
收藏

$B^+ \to \mu^+ \nu_\mu$ 衰变在 Belle 和 Belle II 上的研究

Study of $B^+ \to μ^+ ν_μ$ decays at Belle and Belle II

Belle, Belle II Collaborations, :, M. Abumusabh, I. Adachi, K. Adamczyk, A. Aggarwal, L. Aggarwal, H. Ahmed, Y. Ahn, H. Aihara, N. Akopov, S. Alghamdi, M. Alhak… 展开作者

Belle, Belle II Collaborations, :, M. Abumusabh, I. Adachi, K. Adamczyk, A. Aggarwal, L. Aggarwal, H. Ahmed, Y. Ahn, H. Aihara, N. Akopov, S. Alghamdi, M. Alhakami, A. Aloisio, N. Althubiti, K. Amos, N. Anh Ky, C. Antonioli, D. M. Asner, H. Atmacan, T. Aushev, R. Ayad, V. Babu, H. Bae, N. K. Baghel, S. Bahinipati, P. Bambade, Sw. Banerjee, M. Barrett, M. Bartl, J. Baudot, A. Beaubien, F. Becherer, J. Becker, J. V. Bennett, F. U. Bernlochner, V. Bertacchi, M. Bertemes, E. Bertholet, M. Bessner, S. Bettarini, F. Bianchi, T. Bilka, D. Biswas, A. Bobrov, D. Bodrov, A. Bondar, G. Bonvicini, J. Borah, A. Boschetti, A. Bozek, M. Bračko, P. Branchini, R. A. Briere, T. E. Browder, A. Budano, S. Bussino, Q. Campagna, M. Campajola, L. Cao, G. Casarosa, C. Cecchi, P. Chang, P. Cheema, L. Chen, B. G. Cheon, C. Cheshta, H. Chetri, K. Chilikin, K. Chirapatpimol, H. -E. Cho, K. Cho, S. -J. Cho, S. -K. Choi, S. Choudhury, S. Chutia, J. Cochran, J. A. Colorado-Caicedo, I. Consigny, L. Corona, J. X. Cui, E. De La Cruz-Burelo, S. A. De La Motte, G. de Marino, G. De Nardo, G. De Pietro, R. de Sangro, M. Destefanis, S. Dey, R. Dhayal, A. Di Canto, J. Dingfelder, Z. Doležal, I. Domínguez Jiménez, T. V. Dong, X. Dong, M. Dorigo, G. Dujany, P. Ecker, D. Epifanov, J. Eppelt, R. Farkas, P. Feichtinger, T. Ferber, T. Fillinger, C. Finck, G. Finocchiaro, F. Forti, A. Frey, B. G. Fulsom, A. Gabrielli, E. Ganiev, M. Garcia-Hernandez, R. Garg, L. Gärtner, G. Gaudino, V. Gaur, V. Gautam, A. Gaz, A. Gellrich, G. Ghevondyan, R. Giordano, A. Giri, P. Gironella Gironell, A. Glazov, B. Gobbo, R. Godang, O. Gogota, P. Goldenzweig, W. Gradl, E. Graziani, D. Greenwald, K. Gudkova, I. Haide, Y. Han, H. Hayashii, S. Hazra, C. Hearty, M. T. Hedges, A. Heidelbach, G. Heine, I. Heredia de la Cruz, T. Higuchi, M. Hoek, M. Hohmann, R. Hoppe, P. Horak, X. T. Hou, C. -L. Hsu, A. Huang, T. Humair, T. Iijima, K. Inami, G. Inguglia, N. Ipsita, A. Ishikawa, R. Itoh, M. Iwasaki, P. Jackson, D. Jacobi, W. W. Jacobs, E. -J. Jang, Q. P. Ji, S. Jia, Y. Jin, A. Johnson, J. Kandra, K. H. Kang, S. Kang, G. Karyan, F. Keil, C. Ketter, M. Khan, C. Kiesling, D. Y. Kim, H. Kim, J. -Y. Kim, K. -H. Kim, H. Kindo, K. Kinoshita, P. Kodyš, T. Koga, S. Kohani, A. Korobov, S. Korpar, E. Kovalenko, R. Kowalewski, P. Križan, P. Krokovny, T. Kuhr, D. Kumar, J. Kumar, R. Kumar, K. Kumara, T. Kunigo, A. Kuzmin, Y. -J. Kwon, S. Lacaprara, T. Lam, L. Lanceri, J. S. Lange, T. S. Lau, M. Laurenza, R. Leboucher, F. R. Le Diberder, H. Lee, M. J. Lee, C. Lemettais, P. Leo, P. M. Lewis, C. Li, H. -J. Li, L. K. Li, Q. M. Li, W. Z. Li, Y. Li, Y. P. Liao, J. Libby, J. Lin, S. Lin, V. Lisovskyi, M. H. Liu, Q. Y. Liu, Z. Q. Liu, D. Liventsev, S. Longo, A. Lozar, T. Lueck, C. Lyu, J. L. Ma, Y. Ma, M. Maggiora, S. P. Maharana, R. Maiti, G. Mancinelli, R. Manfredi, E. Manoni, M. Mantovano, D. Marcantonio, M. Marfoli, C. Marinas, C. Martellini, A. Martens, T. Martinov, L. Massaccesi, M. Masuda, D. Matvienko, S. K. Maurya, M. Maushart, J. A. McKenna, Z. Mediankin Gruberová, R. Mehta, F. Meier, D. Meleshko, M. Merola, C. Miller, M. Mirra, K. Miyabayashi, H. Miyake, R. Mizuk, G. B. Mohanty, S. Moneta, H. -G. Moser, R. Mussa, I. Nakamura, M. Nakao, Y. Nakazawa, M. Naruki, Z. Natkaniec, A. Natochii, M. Nayak, M. Neu, M. Niiyama, S. Nishida, R. Nomaru, A. Novosel, S. Ogawa, R. Okubo, H. Ono, F. Otani, P. Pakhlov, G. Pakhlova, A. Panta, S. Pardi, K. Parham, J. Park, K. Park, S. -H. Park, A. Passeri, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, R. Pestotnik, M. Piccolo, L. E. Piilonen, P. L. M. Podesta-Lerma, T. Podobnik, C. Praz, S. Prell, M. T. Prim, S. Privalov, I. Prudiiev, H. Purwar, P. Rados, S. Raiz, K. Ravindran, J. U. Rehman, M. Reif, S. Reiter, L. Reuter, D. Ricalde Herrmann, I. Ripp-Baudot, G. Rizzo, S. H. Robertson, J. M. Roney, A. Rostomyan, N. Rout, S. Saha, L. Salutari, D. A. Sanders, S. Sandilya, L. Santelj, C. Santos, V. Savinov, B. Scavino, C. Schmitt, S. Schneider, G. Schnell, K. Schoenning, C. Schwanda, A. J. Schwartz, Y. Seino, K. Senyo, J. Serrano, M. E. Sevior, C. Sfienti, W. Shan, G. Sharma, X. D. Shi, T. Shillington, T. Shimasaki, J. -G. Shiu, D. Shtol, B. Shwartz, A. Sibidanov, F. Simon, J. Skorupa, R. J. Sobie, M. Sobotzik, A. Soffer, E. Solovieva, S. Spataro, K. Špenko, B. Spruck, M. Starič, P. Stavroulakis, S. Stefkova, R. Stroili, M. Sumihama, N. Suwonjandee, M. Takahashi, M. Takizawa, U. Tamponi, K. Tanida, F. Tenchini, F. Testa, A. Thaller, T. Tien Manh, O. Tittel, R. Tiwary, E. Torassa, K. Trabelsi, F. F. Trantou, I. Tsaklidis, I. Ueda, K. Unger, Y. Unno, K. Uno, S. Uno, P. Urquijo, Y. Ushiroda, S. E. Vahsen, R. van Tonder, K. E. Varvell, M. Veronesi, V. S. Vismaya, L. Vitale, V. Vobbilisetti, R. Volpe, M. Wakai, S. Wallner, M. -Z. Wang, A. Warburton, M. Watanabe, S. Watanuki, C. Wessel, E. Won, X. P. Xu, B. D. Yabsley, W. Yan, W. Yan, J. Yelton, K. Yi, J. H. Yin, K. Yoshihara, J. Yuan, L. Zani, F. Zeng, M. Zeyrek, B. Zhang, V. Zhilich, J. S. Zhou, Q. D. Zhou, L. Zhu, R. Žlebčík

AI总结:

利用 Belle 和 Belle II 数据,测量了轻子衰变 $B^+\to\mu^+\nu_\mu$ 的分支比,得到最精确的搜索结果,并设定了最严格的置信上限。

摘要:

我们报告了轻子衰变 $B^+\to\mu^+\nu_\mu$ 分支比的测量结果。这项工作展示了首次使用 Belle~II 数据的 $B^+\to\mu^+\nu_\mu$ 结果、更新后的 Belle 测量(取代了之前的结果)以及它们的组合,从而得到了迄今为止最精确的搜索。该分析基于在 KEKB 和 SuperKEKB 对撞机上分别使用 Belle 和 Belle~II 探测器在质心能量 $10.58\\,\mathrm{GeV}$ 处收集的 $1076\\,\mathrm{fb}^{-1}$ 的 $e^+e^-$ 对撞数据。我们测得 $\mathcal{B}(B^+\to\mu^+\nu_\mu)=(4.4\pm1.9\pm 1.0)\times10^{-7}$,其中第一个不确定性是统计的,第二个是系统的。相对于仅本底假设的观测显著性为 2.4 个标准差。我们使用频率学方法设定了 $\mathcal{B}(B^+\to\mu^+\nu_\mu)<6.7\times10^{-7}$ 的 90% 置信水平上限,并使用贝叶斯方法设定了 $\mathcal{B}(B^+\to\mu^+\nu_\mu)<7.2\times 10^{-7}$ 的 90% 可信水平上限。这些是迄今为止最严格的限制。该结果被解释为类型~II 和类型~III 双希格斯二重态模型参数空间中的排除区域。我们搜索质量 $m_N\in[0,1.5]\\,\mathrm{GeV}$ 的稳定惰性中微子。未观察到信号,对混合参数平方 $|U_{\mu N}|^2$ 的排除结果优于之前的限制。我们报告了半轻子衰变 $B\to X_u\ell\nu_\ell$ 在 $p_\mu^B>2.2\\,\mathrm{GeV}$ 条件下的部分分支比测量,得到 $\Delta\mathcal{B}(B\to X_u\ell\nu_\ell)=(2.72\pm0.05\pm0.29)\times10^{-4}$。我们利用缪子动量谱进行了模型依赖的弱湮灭衰变研究。在分布类似于 $B\to X_u\ell\nu_\ell$ 衰变的区域中,我们观测到相对于仅本底假设的 2.4 个标准差的信号。

英文摘要:

We report a measurement of the branching fraction for the leptonic decay $B^+\toμ^+ν_μ$. This work presents the first $B^+\toμ^+ν_μ$ result using Belle~II data, an updated Belle measurement that supersedes the previous result, and their combination, which yields the most precise search to date. The analysis is based on $1076\,\mathrm{fb}^{-1}$ of $e^+e^-$ collision data collected at a center-of-mass energy of $10.58\,\mathrm{GeV}$ with the Belle and Belle~II detectors at the KEKB and SuperKEKB colliders, respectively. We measure $\mathcal{B}(B^+\toμ^+ν_μ)=(4.4\pm1.9\pm 1.0)\times10^{-7}$, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The observed significance relative to the background-only hypothesis is 2.4 standard deviations. We set a 90\% confidence level upper limit of $\mathcal{B}(B^+\toμ^+ν_μ)<6.7\times10^{-7}$ using a frequentist approach and a 90\% credibility level upper limit of $\mathcal{B}(B^+\toμ^+ν_μ)<7.2\times 10^{-7}$ using a Bayesian approach. These are the most stringent limits to date. The result is interpreted as an exclusion region in the parameter space of type~II and type~III two-Higgs-doublet models. We search for stable sterile neutrinos with masses $m_N\in[0,1.5]\,\mathrm{GeV}$. No signal is observed, and the resulting exclusion on the squared mixing parameter $|U_{μN}|^2$ provides improvement over previous limits. We report a measurement of the partial branching fraction of semileptonic $B\to X_u\ellν_\ell$ decays with $p_μ^B>2.2\,\mathrm{GeV}$, obtaining $Δ\mathcal{B}(B\to X_u\ellν_\ell)=(2.72\pm0.05\pm0.29)\times10^{-4}$. We present a model-dependent study of weak annihilation decays using the muon momentum spectrum. We observe a signal of 2.4 standard deviations above the background-only hypothesis in regions where the distribution resembles that of $B\to X_u\ellν_\ell$ decays.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑