Search for $$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ → ℓ∓τ± with the semi-leptonic tagging method at Belle
Authors:   The Belle collaboration, Nayak L. , Nishida S. , Giri A. , Adachi I. , Aihara H. , Asner D. M. , Atmacan H. , Aulchenko V. , Aushev T. , Ayad R. , Babu V. , Bahinipati S. , Banerjee S. , Bauer M. , Behera P. , Belous K. , Bennett J. , Bessner M. , Bhuyan B. , Biswas D. , Bodrov D. , Borah J. , Bozek A. , Bračko M. , Branchini P. , Browder T. E. , Budano A. , Campajola M. , Červenkov D. , Chang M.-C. , Cheon B. G. , Chilikin K. , Cho H. E. , Cho K. , Choi S.-K. , Choi Y. , Choudhury S. , Cinabro D. , Cochran J. , Das S. , Dash N. , De Nardo G. , De Pietro G. , Dhamija R. , Di Capua F. , Dingfelder J. , Doležal Z. , Dong T. V. , Dossett D. , Dubey S. , Epifanov D. , Ferber T. , Ferlewicz D. , Fulsom B. G. , Garg R. , Gaur V. , Goldenzweig P. , Graziani E. , Gu T. , Guan Y. , Halder S. , Hara T. , Hayasaka K. , Hayashii H. , Hedges M. T. , Herrmann D. , Hou W.-S. , Hsu C.-L. , Iijima T. , Inami K. , Inguglia G. , Ipsita N. , Ishikawa A. , Itoh R. , Iwasaki M. , Jacobs W. W. , Jang E.-J. , Jia S. , Jin Y. , Joo K. K. , Kaliyar A. B. , Kawasaki T. , Kiesling C. , Kim C. H. , Kim D. Y. , Kim K.-H. , Kim Y.-K. , Kinoshita K. , Kodyš P. , Konno T. , Korobov A. , Korpar S. , Kovalenko E. , Križan P. , Krokovny P. , Kuhr T. , Kumar M. , Kumar R. , Kumara K. , Kuzmin A. , Kwon Y.-J. , Lee S. C. , Li J. , Li L. K. , Li Y. , Libby J. , Lieret K. , Lin Y.-R. , Liventsev D. , Luo T. , Ma Y. , Masuda M. , Matsuda T. , Maurya S. K. , Meier F. , Merola M. , Metzner F. , Miyabayashi K. , Mizuk R. , Mohanty G. B. , Nakamura I. , Nakao M. , Natkaniec Z. , Natochii A. , Nisar N. K. , Ogawa S. , Ono H. , Oskin P. , Pakhlov P. , Pakhlova G. , Pang T. , Pardi S. , Park J. , Park S.-H. , Passeri A. , Paul S. , Pedlar T. K. , Pestotnik R. , Piilonen L. E. , Podobnik T. , Prencipe E. , Prim M. T. , Rostomyan A. , Rout N. , Russo G. , Sandilya S. , Sangal A. , Santelj L. , Savinov V. , Schnell G. , Schwanda C. , Schwartz A. J. , Seino Y. , Senyo K. , Sevior M. E. , Shapkin M. , Sharma C. , Shiu J.-G. , Sibidanov A. , Solovieva E. , Starič M. , Sumihama M. , Sumiyoshi T. , Takizawa M. , Tanida K. , Tenchini F. , Trabelsi K. , Uchida M. , Unno Y. , Uno K. , Uno S. , Urquijo P. , Vahsen S. E. , Varner G. , Varvell K. E. , Vinokurova A. , Wang D. , Wang M.-Z. , Watanuki S. , Won E. , Yabsley B. D. , Yan W. , Yelton J. , Yook Y. , Yuan C. Z. , Yuan L. , Yusa Y. , Zhai Y. , Zhang Z. P. , Zhilich V. , Zhukova V. 
Published: August 2023

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 $$ {B}_s^0{\overline{B}}_s^0 $$

B
s
0

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 $$ \mathcal{B} $$
B
($$ {B}_s^0 $$

B
s
0

→ e∓τ±) < 14 × 10−4 and $$ \mathcal{B} $$
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.