Measurements of the Branching Fraction, Polarization, and CP Asymmetry for the Decay B0→ωω

Guan, Y.; Schwartz, A.  J.; Kinoshita, K.; Adachi, I.; Aihara, H.; Al Said, S.; Asner, D.  M.; Atmacan, H.; Ayad, R.; Bahinipati, S.; Banerjee, Sw.; Belous, K.; Bennett, J.; Bessner, M.; Bhardwaj, V.; Bhuyan, B.; Biswas, D.; Bobrov, A.; Bodrov, D.; Borah, J.; Bozek, A.; Bračko, M.; Branchini, P.; Browder, T.  E.; Budano, A.; Campajola, M.; Cao, L.; Červenkov, D.; Chang, M. -C.; Chang, P.; Cheon, B.  G.; Chilikin, K.; Cho, H.  E.; Cho, K.; Choi, S. -K.; Choi, Y.; Choudhury, S.; Das, S.; De Nardo, G.; De Pietro, G.; Dhamija, R.; Di Capua, F.; Dingfelder, J.; Doležal, Z.; Dong, T.  V.; Dubey, S.; Ecker, P.; Epifanov, D.; Ferber, T.; Ferlewicz, D.; Fulsom, B.  G.; Gaur, V.; Giri, A.; Goldenzweig, P.; Graziani, E.; Gu, T.; Gudkova, K.; Hadjivasiliou, C.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hazra, S.; Hedges, M.  T.; Hou, W. -S.; Hsu, C. -L.; Ipsita, N.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Iwasaki, M.; Jacobs, W.  W.; Jia, S.; Jin, Y.; Joo, K.  K.; Kawasaki, T.; Kim, C.  H.; Kim, D.  Y.; Kim, K. -H.; Kim, Y.  J.; Kim, Y. -K.; Kodyš, P.; Korobov, A.; Korpar, S.; Kovalenko, E.; Križan, P.; Krokovny, P.; Kuhr, T.; Kumar, R.; Kumara, K.; Kumita, T.; Kwon, Y. -J.; Lai, Y. -T.; Lee, S.  C.; Levit, D.; L.  K., Li; Li, Y.; Y.  B., Li; Li Gioi, L.; Libby, J.; Liventsev, D.; Luo, T.; Masuda, M.; Matsuda, T.; Maurya, S.  K.; Meier, F.; Merola, M.; Metzner, F.; Miyabayashi, K.; Mizuk, R.; Mohanty, G.  B.; Mussa, R.; Nakamura, I.; Nakao, M.; Natkaniec, Z.; Natochii, A.; Nayak, L.; Nayak, M.; Niiyama, M.; Nishida, S.; Ogawa, S.; Ono, H.; Pakhlova, G.; Pardi, S.; Park, H.; Park, J.; Park, S. -H.; Paul, S.; Pestotnik, R.; Piilonen, L.  E.; Podobnik, T.; Prencipe, E.; Prim, M.  T.; Röhrken, M.; Russo, G.; Sandilya, S.; Santelj, L.; Savinov, V.; Schnell, G.; Schwanda, C.; Seino, Y.; Senyo, K.; Sevior, M.  E.; Shan, W.; Shiu, J. -G.; Solovieva, E.; Starič, M.; Sumisawa, K.; Takizawa, M.; Tamponi, U.; Tanida, K.; Tenchini, F.; Tiwary, R.; Trabelsi, K.; Uchida, M.; Unno, Y.; Uno, S.; Urquijo, P.; Usov, Y.; Vahsen, S.  E.; Varvell, K.  E.; Vinokurova, A.; Wang, M. -Z.; Watanuki, S.; Won, E.; Xu, X.; Yabsley, B.  D.; Yan, W.; Yook, Y.; Yuan, L.; Zhang, Z.  P.; Zhilich, V.; Zhukova, V.; Null, Null

doi:10.1103/physrevlett.133.081801

We present a comprehensive study of B0→ωω decays using 772×10^6 BB-bar pairs collected with the Belle detector at the KEKB e+e- collider. This process is a suppressed charmless decay into two vector mesons and can exhibit interesting polarization and CP violation. The decay is observed for the first time with a significance of 7.9 standard deviations. We measure a branching fraction B=(1.53±0.29±0.17)×10^-6, a fraction of longitudinal polarization f_L=0.87±0.13±0.13, and a time-integrated CP asymmetry A_CP=-0.44±0.43±0.11, where the first uncertainties listed are statistical and the second are systematic. This is the first observation of B0→ωω and the first measurements of f_L and A_CP for this decay.