Measurement of the ratio of the B0 → D* − τ + ντ and B0 → D* − μ + νμ branching fractions using three-prong τ-lepton decays

Aaij, R. et al. (2018) Measurement of the ratio of the B0 → D* − τ + ντ and B0 → D* − μ + νμ branching fractions using three-prong τ-lepton decays. Physical Review Letters, 120(17), 171802. (doi:10.1103/PhysRevLett.120.171802)

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Abstract

The ratio of branching fractions RðD*−Þ ≡ BðB0 → D*−τþντÞ=BðB0 → D*−μþνμÞ is measured using a data sample of proton-proton collisions collected with the LHCb detector at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb−1. For the first time, RðD*−Þ is determined using the τ-lepton decays with three charged pions in the final state. The B0 → D*−τþντ yield is normalized to that of the B0 → D*−πþπ−πþ mode, providing a measurement of BðB0 → D*−τþντÞ= BðB0 → D*−πþπ−πþÞ ¼ 1.97 0.13 0.18, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The value of BðB0 → D*−τþντÞ¼ð1.42 0.094 0.129 0.054Þ% is obtained, where the third uncertainty is due to the limited knowledge of the branching fraction of the normalization mode. Using the well-measured branching fraction of the B0 → D*−μþνμ decay, a value of RðD*−Þ ¼ 0.291 0.019 0.026 0.013 is established, where the third uncertainty is due to the limited knowledge of the branching fractions of the normalization and B0 → D*−μþνμ modes. This measurement is in agreement with the standard model prediction and with previous results.

Item Type:Articles
Status:Published
Refereed:Yes
Glasgow Author(s) Enlighten ID:Dean, Cameron and Ogilvy, Mr Stephen and Wraight, Dr Kenneth and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Schiller, Dr Manuel and Douglas, Lauren and Beddow, John and Traill, Mr Murdo and Spradlin, Dr Patrick and Karodia, Sarah and Eklund, Professor Lars and Longstaff, Iain Richard
Authors: Aaij, R., Adeva, B., Adinolfi, M., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Ali, S., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amerio, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Andrews, J. E., Appleby, R. B., Archilli, F., d'Argent, P., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Auriemma, G., Baalouch, M., Babuschkin, I., Bachmann, S., Back, J. J., Badalov, A., Baesso, C., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barschel, C., Barsuk, S., Barter, W., Baryshnikov, F., Batozskaya, V., Battista, V., Bay, A., Beaucourt, L., Beddow, J., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. 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College/School:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
Journal Name:Physical Review Letters
Publisher:American Physical Society
ISSN:0031-9007
ISSN (Online):1079-7114
Published Online:25 April 2018
Copyright Holders:Copyright © 2018 CERN, for the LHCb Collaboration
First Published:First published in Physical Review Letters 120(17): 171802
Publisher Policy:Reproduced under a Creative Commons License

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