Measurement of branching-fraction ratios and CP asymmetries in B± → DCP±K± decays at Belle and Belle II
Authors:   The Belle and Belle II collaboration, Adachi I. , Aggarwal L. , Aihara H. , Akopov N. , Aloisio A. , Anh Ky N. , Asner D. M. , Atmacan H. , Aushev T. , Aushev V. , Aversano M. , Ayad R. , Babu V. , Bae H. , Bahinipati S. , Bambade P. , Banerjee Sw. , Barrett M. , Baudot J. , Bauer M. , Baur A. , Beaubien A. , Becherer F. , Becker J. , Behera P. K. , Belous K. , Bennett J. V. , Bernlochner F. U. , Bertacchi V. , Bertemes M. , Bertholet E. , Bessner M. , Bettarini S. , Bhuyan B. , Bianchi F. , Bilka T. , Biswas D. , Bobrov A. , Bodrov D. , Bolz A. , Bondar A. , Borah J. , Bozek A. , Bračko M. , Branchini P. , Briere R. A. , Browder T. E. , Budano A. , Bussino S. , Campajola M. , Cao L. , Casarosa G. , Cecchi C. , Cerasoli J. , Chang M.-C. , Chang P. , Cheema P. , Chekelian V. , Cheon B. G. , Chilikin K. , Chirapatpimol K. , Cho H.-E. , Cho K. , Choi S.-K. , Choi Y. , Choudhury S. , Cochran J. , Corona L. , Cremaldi L. M. , Czank T. , Das S. , Dattola F. , De La Cruz-Burelo E. , De La Motte S. A. , de Marino G. , De Nardo G. , De Nuccio M. , De Pietro G. , de Sangro R. , Destefanis M. , Dey S. , De Yta-Hernandez A. , Dhamija R. , Di Canto A. , Di Capua F. , Dingfelder J. , Doležal Z. , Domínguez Jiménez I. , Dong T. V. , Dorigo M. , Dort K. , Dossett D. , Dreyer S. , Dubey S. , Dujany G. , Ecker P. , Eliachevitch M. , Feichtinger P. , Ferber T. , Ferlewicz D. , Fillinger T. , Finck C. , Finocchiaro G. , Fodor A. , Forti F. , Frey A. , Fulsom B. G. , Gabrielli A. , Ganiev E. , Garcia-Hernandez M. , Garg R. , Garmash A. , Gaudino G. , Gaur V. , Gaz A. , Gellrich A. , Ghevondyan G. , Ghosh D. , Ghumaryan H. , Giakoustidis G. , Giordano R. , Giri A. , Gobbo B. , Godang R. , Gogota O. , Goldenzweig P. , Gradl W. , Granderath S. , Graziani E. , Greenwald D. , Gruberová Z. , Gu T. , Guan Y. , Gudkova K. , Halder S. , Han Y. , Hara T. , Hayasaka K. , Hayashii H. , Hazra S. , Hearty C. , Hedges M. T. , Heidelbach A. , Heredia de la Cruz I. , Hernández Villanueva M. , Hershenhorn A. , Higuchi T. , Hill E. C. , Hoek M. , Hohmann M. , Horak P. , Hou W.-S. , Hsu C.-L. , Iijima T. , Inami K. , Ipsita N. , Ishikawa A. , Ito S. , Itoh R. , Iwasaki M. , Jackson P. , Jacobs W. W. , Jang E.-J. , Ji Q. P. , Jia S. , Jin Y. , Johnson A. , Junkerkalefeld H. , Kakuno H. , Kaliyar A. B. , Kandra J. , Kang K. H. , Karyan G. , Kawasaki T. , Keil F. , Ketter C. , Kiesling C. , Kim C.-H. , Kim D. Y. , Kim K.-H. , Kim Y.-K. , Kindo H. , Kinoshita K. , Kodyš P. , Koga T. , Kohani S. , Kojima K. , Korobov A. , Korpar S. , Kovalenko E. , Kowalewski R. , Kraetzschmar T. M. G. , Križan P. , Krokovny P. , Kuhr T. , Kumar M. , Kumar R. , Kumara K. , Kunigo T. , Kuzmin A. , Kwon Y.-J. , Lacaprara S. , Lai Y.-T. , Lam T. , Lanceri L. , Lange J. S. , Laurenza M. , Leboucher R. , Le Diberder F. R. , Lee M. J. , Leitl P. , Levit D. , Lewis P. M. , Li C. , Li J. , Li L. K. , Li Y. , Libby J. , Liu Q. Y. , Liu Z. Q. , Liventsev D. , Longo S. , Lueck T. , Luo T. , Lyu C. , Ma Y. , Maggiora M. , Maharana S. P. , Maiti R. , Maity S. , Mancinelli G. , Manfredi R. , Manoni E. , Mantovano M. , Marcantonio D. , Marcello S. , Marinas C. , Martel L. , Martellini C. , Martini A. , Martinov T. , Massaccesi L. , Masuda M. , Matsuda T. , Matvienko D. , Maurya S. K. , McKenna J. A. , Mehta R. , Meier F. , Merola M. , Metzner F. , Milesi M. , Miller C. , Mirra M. , Miyabayashi K. , Mizuk R. , Mohanty G. B. , Molina-Gonzalez N. , Mondal S. , Moneta S. , Moser H.-G. , Mrvar M. , Mussa R. , Nakamura I. , Nakano T. , Nakazawa Y. , Narimani Charan A. , Naruki M. , Natkaniec Z. , Natochii A. , Nayak L. , Nazaryan G. , Nisar N. K. , Nishida S. , Ogawa S. , Ono H. , Onuki Y. , Oskin P. , Otani F. , Pakhlov P. , Pakhlova G. , Paladino A. , Panta A. , Paoloni E. , Pardi S. , Parham K. , Park H. , Park S.-H. , Paschen B. , Passeri A. , Patra S. , Paul S. , Pedlar T. K. , Peruzzi I. , Peschke R. , Pestotnik R. , Pham F. , Piccolo M. , Piilonen L. E. , Podesta-Lerma P. L. M. , Podobnik T. , Pokharel S. , Praz C. , Prell S. , Prencipe E. , Prim M. T. , Purwar H. , Rad N. , Rados P. , Raeuber G. , Raiz S. , Reif M. , Reiter S. , Remnev M. , Ripp-Baudot I. , Rizzo G. , Rizzuto L. B. , Robertson S. H. , Roehrken M. , Roney J. M. , Rostomyan A. , Rout N. , Russo G. , Sahoo D. , Sandilya S. , Sangal A. , Santelj L. , Sato Y. , Savinov V. , Scavino B. , Schmitt C. , Schnell G. , Schwanda C. , Schwartz A. J. , Seino Y. , Selce A. , Senyo K. , Serrano J. , Sevior M. E. , Sfienti C. , Shan W. , Sharma C. , Shi X. D. , Shillington T. , Shiu J.-G. , Shtol D. , Sibidanov A. , Simon F. , Singh J. B. , Skorupa J. , Sobie R. J. , Sobotzik M. , Soffer A. , Sokolov A. , Solovieva E. , Spataro S. , Spruck B. , Starič M. , Stavroulakis P. , Stefkova S. , Stottler Z. S. , Stroili R. , Strube J. , Sumihama M. , Sumisawa K. , Sutcliffe W. , Svidras H. , Takahashi M. , Takizawa M. , Tamponi U. , Tanida K. , Tenchini F. , Thaller A. , Tittel O. , Tiwary R. , Tonelli D. , Torassa E. , Toutounji N. , Trabelsi K. , Tsaklidis I. , Uchida M. , Ueda I. , Uehara S. , Uematsu Y. , Uglov T. , Unger K. , Unno Y. , Uno K. , Uno S. , Urquijo P. , Ushiroda Y. , Vahsen S. E. , van Tonder R. , Varner G. S. , Varvell K. E. , Vinokurova A. , Vismaya V. S. , Vitale L. , Vobbilisetti V. , Volpe R. , Wach B. , Wakai M. , Wallner S. , Wang D. , Wang E. , Wang M.-Z. , Wang Z. , Warburton A. , Watanabe M. , Watanuki S. , Welsch M. , Wessel C. , Xu X. P. , Yabsley B. D. , Yamada S. , Yan W. , Yang S. B. , Yin J. H. , Yoshihara K. , Yuan C. Z. , Zani L. , Zhang Y. , Zhilich V. , Zhou J. S. , Zhou Q. D. , Zhukova V. I. , Žlebčík R. 
Published: May 2024

Abstract

We report results from a study of B±→ DK± decays followed by D decaying to the CP-even final state K+K− and CP-odd final state $$ {K}_S^0{\pi}^0 $$

K
S
0

π
0

, where D is an admixture of D0 and $$ {\overline{D}}^0 $$

D
¯

0

states. These decays are sensitive to the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa unitarity-triangle angle ϕ3. The results are based on a combined analysis of the final data set of 772 × 106$$ B\overline{B} $$
B

B
¯

pairs collected by the Belle experiment and a data set of 198 × 106$$ B\overline{B} $$
B

B
¯

pairs collected by the Belle II experiment, both in electron-positron collisions at the Υ(4S) resonance. We measure the CP asymmetries to be $$ \mathcal{A} $$
A
CP+ = (+12.5 ± 5.8 ± 1.4)% and $$ \mathcal{A} $$
A
CP− = (−16.7 ± 5.7 ± 0.6)%, and the ratios of branching fractions to be $$ \mathcal{R} $$
R
CP+ = 1.164 ± 0.081 ± 0.036 and $$ \mathcal{R} $$
R
CP− = 1.151 ± 0.074 ± 0.019. The first contribution to the uncertainties is statistical, and the second is systematic. The asymmetries $$ \mathcal{A} $$
A
CP+ and $$ \mathcal{A} $$
A
CP− have similar magnitudes and opposite signs; their difference corresponds to 3.5 standard deviations. From these values we calculate 68.3% confidence intervals of (8.5° < ϕ3 < 16.5°) or (84.5° < ϕ3 < 95.5°) or (163.3° < ϕ3 < 171.5°) and 0.321 < rB < 0.465.