Measurement of the $B^0$ lifetime and flavor-oscillation frequency using hadronic decays reconstructed in 2019-2021 Belle II data
Belle II Collaboration, F. Abudinén, I. Adachi, L. Aggarwal, H. Ahmed, H. Aihara, N. Akopov, A. Aloisio, N. Anh Ky, D. M. Asner, H. Atmacan, T. Aushev, V. Aushev, H. Bae, S. Bahinipati, P. Bambade, Sw. Banerjee, S. Bansal, M. Barrett, J. Baudot, M. Bauer, A. Baur, A. Beaubien, J. Becker, J. V. Bennett, E. Bernieri, F. U. Bernlochner, V. Bertacchi, M. Bertemes, E. Bertholet, M. Bessner, S. Bettarini, V. Bhardwaj, B. Bhuyan, F. Bianchi, T. Bilka, S. Bilokin, D. Biswas, A. Bobrov, D. Bodrov, J. Borah, A. Bozek, M. Bračko, R. A. Briere, T. E. Browder, A. Budano, S. Bussino, M. Campajola, L. Cao, G. Casarosa, C. Cecchi, J. Cerasoli, P. Chang, P. Cheema, V. Chekelian, C. Chen, B. G. Cheon, K. Chilikin, K. Chirapatpimol, H. -E. Cho, K. Cho, S. -J. Cho, S. -K. Choi, S. Choudhury, J. Cochran, L. Corona, S. Cunliffe, F. Dattola, E. De La Cruz-Burelo, S. A. De La Motte, G. de Marino, G. De Nardo, M. De Nuccio, G. De Pietro, R. de Sangro, M. Destefanis, A. De Yta-Hernandez, R. Dhamija, A. Di Canto, F. Di Capua, J. Dingfelder, Z. Doležal, I. Domínguez Jiménez, T. V. Dong, M. Dorigo, K. Dort, D. Dossett, S. Dreyer, S. Dubey, G. Dujany, P. Ecker, M. Eliachevitch, D. Epifanov, P. Feichtinger, T. Ferber, D. Ferlewicz, T. Fillinger, G. Finocchiaro, A. Fodor, F. Forti, A. Frey, B. G. Fulsom, A. Gabrielli, E. Ganiev, M. Garcia-Hernandez, G. Gaudino, V. Gaur, A. Gaz, A. Gellrich, G. Ghevondyan, D. Ghosh, G. Giakoustidis, R. Giordano, A. Giri, A. Glazov, B. Gobbo, R. Godang, P. Goldenzweig, W. Gradl, T. Grammatico, S. Granderath, E. Graziani, D. Greenwald, Z. Gruberová, T. Gu, K. Gudkova, S. Halder, K. Hara, T. Hara, K. Hayasaka, H. Hayashii, S. Hazra, C. Hearty, M. T. Hedges, I. Heredia de la Cruz, M. Hernández Villanueva, A. Hershenhorn, T. Higuchi, E. C. Hill, M. Hohmann, C. -L. Hsu, T. Humair, T. Iijima, K. Inami, N. Ipsita, A. Ishikawa, S. Ito, R. Itoh, M. Iwasaki, W. W. Jacobs, D. E. Jaffe, E. -J. Jang, Q. P. Ji, S. Jia, Y. Jin, H. Junkerkalefeld, M. Kaleta, A. B. Kaliyar, K. H. Kang, G. Karyan, T. Kawasaki, C. Kiesling, C. -H. Kim, D. Y. Kim, K. -H. Kim, Y. -K. Kim, H. Kindo, P. Kodyš, T. Koga, S. Kohani, K. Kojima, A. Korobov, S. Korpar, E. Kovalenko, R. Kowalewski, P. Križan, P. Krokovny, T. Kuhr, J. Kumar, R. Kumar, K. Kumara, T. Kunigo, A. Kuzmin, Y. -J. Kwon, S. Lacaprara, J. S. Lange, M. Laurenza, R. Leboucher, F. R. Le Diberder, P. Leitl, D. Levit, P. M. Lewis, L. K. Li, J. Libby, Z. Liptak, Q. Y. Liu, Z. Q. Liu, D. Liventsev, S. Longo, T. Lueck, C. Lyu, Y. Ma, M. Maggiora, S. P. Maharana, R. Maiti, S. Maity, R. Manfredi, E. Manoni, A. C. Manthei, M. Mantovano, D. Marcantonio, S. Marcello, C. Marinas, L. Martel, C. Martellini, A. Martini, T. Martinov, L. Massaccesi, M. Masuda, K. Matsuoka, D. Matvienko, S. K. Maurya, J. A. McKenna, F. Meier, M. Merola, F. Metzner, M. Milesi, C. Miller, K. Miyabayashi, H. Miyake, R. Mizuk, G. B. Mohanty, N. Molina-Gonzalez, S. Moneta, H. -G. Moser, M. Mrvar, R. Mussa, I. Nakamura, K. R. Nakamura, M. Nakao, Y. Nakazawa, A. Narimani Charan, M. Naruki, D. Narwal, A. Natochii, L. Nayak, G. Nazaryan, C. Niebuhr, N. K. Nisar, S. Nishida, S. Ogawa, H. Ono, Y. Onuki, P. Oskin, P. Pakhlov, G. Pakhlova, A. Paladino, A. Panta, S. Pardi, K. Parham, J. Park, S. -H. Park, B. Paschen, A. Passeri, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, I. Peruzzi, R. Peschke, R. Pestotnik, F. Pham, L. E. Piilonen, G. Pinna Angioni, P. L. M. Podesta-Lerma, T. Podobnik, S. Pokharel, L. Polat, C. Praz, S. Prell, E. Prencipe, M. T. Prim, H. Purwar, N. Rad, P. Rados, G. Raeuber, S. Raiz, M. Reif, S. Reiter, I. Ripp-Baudot, G. Rizzo, L. B. Rizzuto, J. M. Roney, A. Rostomyan, N. Rout, Y. Sakai, D. A. Sanders, S. Sandilya, A. Sangal, L. Santelj, Y. Sato, B. Scavino, C. Schmitt, C. Schwanda, A. J. Schwartz, Y. Seino, A. Selce, K. Senyo, J. Serrano, M. E. Sevior, C. Sfienti, W. Shan, C. Sharma, C. P. Shen, T. Shillington, J. -G. Shiu, D. Shtol, F. Simon, J. B. Singh, J. Skorupa, R. J. Sobie, A. Soffer, E. Solovieva, S. Spataro, B. Spruck, M. Starič, S. Stefkova, R. Stroili, Y. Sue, M. Sumihama, W. Sutcliffe, S. Y. Suzuki, H. Svidras, M. Takahashi, M. Takizawa, U. Tamponi, S. Tanaka, K. Tanida, H. Tanigawa, N. Taniguchi, F. Tenchini, R. Tiwary, D. Tonelli, E. Torassa, K. Trabelsi, I. Tsaklidis, M. Uchida, I. Ueda, Y. Uematsu, T. Uglov, K. Unger, Y. Unno, K. Uno, S. Uno, P. Urquijo, Y. Ushiroda, S. E. Vahsen, R. van Tonder, G. S. Varner, K. E. Varvell, A. Vinokurova, V. S. Vismaya, L. Vitale, V. Vobbilisetti, A. Vossen, M. Wakai, H. M. Wakeling, S. Wallner, E. Wang, M. -Z. Wang, X. L. Wang, Z. Wang, A. Warburton, M. Watanabe, S. Watanuki, M. Welsch, C. Wessel, E. Won, X. P. Xu, B. D. Yabsley, S. Yamada, W. Yan, S. B. Yang, H. Ye, J. Yelton, J. H. Yin, Y. M. Yook, K. Yoshihara, Y. Yusa, L. Zani, Y. Zhai, Y. Zhang, V. Zhilich, Q. D. Zhou, X. Y. Zhou, V. I. Zhukova, R. Žlebčík
Abstract
We measure the $B^0$ lifetime and flavor-oscillation frequency using $B^0\to D^{(*)-}π^+$ decays collected by the Belle II experiment in asymmetric-energy $e^+e^-$ collisions produced by the SuperKEKB collider operating at the $Υ(4S)$ resonance. We fit the decay-time distribution of signal decays, where the initial flavor is determined by identifying the flavor of the other $B$ meson in the event. The results, based on $33000$ signal decays reconstructed in a data sample corresponding to ${190}\text{fb}^{-1}$, are $τ_{B^0} = {1.499}\pm{0.013}\pm{0.008}\;\text{ps}$, $Δm_d = {0.516}\pm{0.008}\pm{0.005}\;\text{ps}^{-1}$, where the first uncertainties are statistical and the second are systematic. These results are consistent with the world-average values.
