Exploring CP-violation, via heavy neutrino oscillations, in rare B meson decays at Belle II
Gorazd Cvetič, C. S. Kim, Sebastian Mendizabal, Jilberto Zamora-Saá
Abstract
Abstract In this article we study the rare B-meson decay via two on-shell almost-degenerate Majorana Heavy Neutrinos, into two charged leptons and two pseudoscalar mesons ( $$B^{\pm } \rightarrow D^0 \ell ^{\pm }_1 \ell ^{\pm }_2 \pi ^{\mp }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:msubsup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:msubsup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>∓</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> ). We consider the scenario where the heavy neutrino masses are $$\sim 2$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> GeV and the heavy-light mixing coefficients are $$|B_{\ell N}|^2 \sim 10^{-5}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mi>N</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>5</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , and evaluate the possibility to measure the CP-asymmetry at Belle II. We present some realistic conditions under which the asymmetry could be detected.