Measurement of the $D^0 \to K^-\pi^+e^+e^-$ branching fraction and search for $D^0 \to \pi^+\pi^-e^+e^-$ and $D^0 \to K^+K^-e^+e^-$ decays at Belle

Adachi, Ichiro (avtor), Borah, Jyotirmoi (avtor), Bračko, Marko (avtor), Korpar, Samo (avtor), Križan, Peter (avtor), Lozar, Andrej (avtor), Mrvar, Manca (avtor), Pestotnik, Rok (avtor), Podobnik, Tomaž (avtor), Prudiiev, Ihor (avtor), Šantelj, Luka (avtor), Starič, Marko (avtor), Zhukova, Valentina (avtor)

We present a study of the rare charm meson decays $D^0 \to K^+K^-e^+e^-, \pi^+\pi^-e^+e^-$, and $K^-\pi^+e^+e^-$ using a 942 fb$^{-1}$ dataset collected by the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy $e^+e^-$ collider. We identify $D^0$ candidates via the charge of the pion from $D^{\ast +} \to D^0\pi^+$ decays and normalize the branching fractions to $D^0 \to K^-\pi^+\pi^-\pi^+$ decays. The branching fraction for decay $D^0 \to K^-\pi^+e^+e^-$ is measured to be (39.6 $\pm$ 4.5 (stat) $\pm$ 2.9 (syst))×10$^{-7}$, with the dielectron mass in the $\rho/\omega$ mass region 675 < $m_{ee}$ < 875  MeV/c$^2$. We also search for $D^0 \to h^-h^{(\prime)+}e^+e^-(h^{(\prime)}=K, \pi)$ decays with the dielectron mass near the $\eta$ and $\phi$ resonances, and away from these resonances for the $K^+K^-e^+e^-$ and $\pi^+\pi^-e^+e^-$ modes. For these modes, we find no significant signals and set 90% confidence level upper limits on their branching fractions at the $\mathcal{O}⁡(10^{-7})$ level.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: physics of elementary particles, experimental physics, meson decays
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
• Status publikacije: Objavljeno
• Različica publikacije: Objavljena publikacija
• Leto izida: 2025
• Št. strani: Str. L071101-1-L071101-8
• Številčenje: Vol. 112, iss. 7
• PID: 20.500.12556/RUL-178835
• UDK: 539.1
• ISSN pri članku: 2470-0010
• DOI: 10.1103/mkx8-cl23
• COBISS.SI-ID: 266652931
• Datum objave v RUL: 30.01.2026

Gradivo je del revije

• Naslov: Physical review
• Skrajšan naslov: Phys. rev., D
• Založnik: American Physical Society
• ISSN: 2470-0010
• COBISS.SI-ID: 29757223

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: fizika osnovnih delcev, eksperimentalna fizika, razpadi mezonov

Projekti

• Financer: ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: J1-50010
• Naslov: Eksperimentalno preverjanje leptonske univerzalnosti in izboljšava metod identifikacije delcev pri eksperimentu Belle II

• Financer: ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: P1-0135
• Naslov: Eksperimentalna fizika osnovnih delcev