Search for the lepton-flavor-violating decays Bs0→τ±μ∓ and B0→τ±μ∓

Aaij, R. et al. (2019) Search for the lepton-flavor-violating decays Bs0→τ±μ∓ and B0→τ±μ∓. Physical Review Letters, 123(21), 211801. (doi: 10.1103/PhysRevLett.123.211801)

Abstract

Results are reported from a search for the rare decays B 0 s → τ ± μ ∓ and B 0 → τ ± μ ∓ , where the τ lepton is reconstructed in the channel τ − → π − π + π − ν τ . These processes are effectively forbidden in the standard model, but they can potentially occur at detectable rates in models of new physics that can induce lepton-flavor-violating decays. The search is based on a data sample corresponding to 3     fb − 1 of proton-proton collisions recorded by the LHCb experiment in 2011 and 2012. The event yields observed in the signal regions for both processes are consistent with the expected standard model backgrounds. Because of the limited mass resolution arising from the undetected τ neutrino, the B 0 s and B 0 signal regions are highly overlapping. Assuming no contribution from B 0 → τ ± μ ∓ , the upper limit B ( B 0 s → τ ± μ ∓ ) < 4.2 × 10 − 5 is obtained at 95% confidence level. If no contribution from B 0 s → τ ± μ ∓ is assumed, a limit of B ( B 0 → τ ± μ ∓ ) < 1.4 × 10 − 5 is obtained at 95% confidence level. These results represent the first limit on B ( B 0 s → τ ± μ ∓ ) and the most stringent limit on B ( B 0 → τ ± μ ∓ ) .

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Dean, Cameron and Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Spradlin, Dr Patrick and Douglas, Lauren and Ogilvy, Mr Stephen and Seman Bobulska, Dana and Soler, Professor Paul and Traill, Mr Murdo and Karodia, Sarah and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., Adeva, B., Adinolfi, M., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Andrews, J. E., Archilli, F., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Back, J. J., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Battista, V., Bay, A., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. J., Belavin, V., Belin, S., Beliy, N., Bellee, V., Belous, K., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Benson, S., Beranek, S., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bertholet, E., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bettler, M. O., Bezshyiko, I., Bhasin, S., Bhom, J., Bieker, M. 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• Journal Name: Physical Review Letters
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 0031-9007
• ISSN (Online): 1079-7114
• Copyright Holders: Copyright © 2019 CERN, for the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Physical Review Letters 123(21): 211801
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