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)

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 Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Beddow, John and Spradlin, Dr Patrick and Douglas, Lauren and Ogilvy, Mr Stephen and Soler, Professor Paul and Traill, Mr Murdo and Karodia, Sarah and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard and Wraight, Dr Kenneth
• 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