Test of lepton flavor universality using B0 → D*−τ+ντ decays with hadronic τ channels

Aaij, R. et al. (2023) Test of lepton flavor universality using B0 → D*−τ+ντ decays with hadronic τ channels. Physical Review D, 108(1), 012018. (doi: 10.1103/PhysRevD.108.012018)

Abstract

The branching fraction B ( B 0 → D * − τ + ν τ ) is measured relative to that of the normalization mode B 0 → D * − π + π − π + using hadronic τ + → π + π − π + ( π 0 ) ¯ ν τ decays in proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 13 TeV collected by the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 2     fb − 1 . The measured ratio is B ( B 0 → D * − τ + ν τ ) / B ( B 0 → D * − π + π − π + ) = 1.70 ± 0.1 0 + 0.11 − 0.10 , where the first uncertainty is statistical and the second is related to systematic effects. Using established branching fractions for the B 0 → D * − π + π − π + and B 0 → D * − μ + ν μ modes, the lepton universality test R ( D * − ) ≡ B ( B 0 → D * − τ + ν τ ) / B ( B 0 → D * − μ + ν μ ) is calculated, R ( D * − ) = 0.247 ± 0.015 ± 0.015 ± 0.012 , where the third uncertainty is due to the uncertainties on the external branching fractions. This result is consistent with the Standard Model prediction and with previous measurements.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Whitehead, Dr Mark and Schiller, Dr Manuel and McHugh, Niall and Friday, David and Douglas, Lauren and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Grillo, Dr Lucia and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Adlarson, P., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreotti, M., Andreou, D., Ao, D., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachiller Perea, I. B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Bailly-reyre, A., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I. B., Beiter, A., Belin, S., Bellee, V., Belous, K., Belov, I., Belyaev, I., Benane, G., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Berezhnoy, A., Bernet, R., Bernet Andres, S., Berninghoff, D., Bernstein, H. C., Bertella, C., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bezshyiko, I., Bhom, J., Bian, L., Bieker, M. S., Biesuz, N. V., Billoir, P., Biolchini, A., Birch, M., Bishop, F. C. R., Bitadze, A., Bizzeti, A., Blago, M. P., Blake, T., Blanc, F., Blank, J. E., Blusk, S., Bobulska, D., Bocharnikov, V. B., Boelhauve, J. A., Boente Garcia, O., Boettcher, T., Boldyrev, A., Bolognani, C. S., Bolzonella, R., Bondar, N., Borgato, F., Borghi, S., Borsato, M., Borsuk, J. T., Bouchiba, S. A., Bowcock, T. J. V., Boyer, A., Bozzi, C., Bradley, M. J., Braun, S., Brea Rodriguez, A., Breer, N., Brodzicka, J., Brossa Gonzalo, A., Brown, J., Brundu, D., Buonaura, A., Buonincontri, L., Burke, A. T., Burr, C., Bursche, A., Butkevich, A., Butter, J. S., Buytaert, J., Byczynski, W., Cadeddu, S., Cai, H., Calabrese, R., Calefice, L., Cali, S., Calvi, M., Calvo Gomez, M., Campana, P., Campora Perez, D. H., Campoverde Quezada, A. F., Capelli, S., Capriotti, L., Carbone, A., Cardinale, R., Cardini, A., Carniti, P., Carus, L., Casais Vidal, A., Caspary, R., Casse, G., Cattaneo, M., Cavallero, G., Cavallini, V., Celani, S., Cerasoli, J., Cervenkov, D., Chadwick, A. J., Chahrour, I. C., Chapman, M. G., Charles, M., Charpentier, P., Chavez Barajas, C. A., Chefdeville, M., Chen, C., Chen, S., Chernov, A., Chernyshenko, S., Chobanova, V., Cholak, S., Chrzaszcz, M., Chubykin, A., Chulikov, V., Ciambrone, P., Cicala, M. F., Cid Vidal, X., Ciezarek, G., Cifra, P., Ciullo, G., Clarke, P. E. L., Clemencic, M., Cliff, H. V., Closier, J., Cobbledick, J. L., Coco, V., Cogan, J., Cogneras, E., Cojocariu, L., Collins, P., Colombo, T., Congedo, L., Contu, A., Cooke, N., Corredoira, I., Corti, G., Couturier, B., Craik, D. C., Cruz Torres, M., Currie, R., Da Silva, C. L., Dadabaev, S., Dai, L., Dai, X., Dall’Occo, E., Dalseno, J., D’Ambrosio, C., Daniel, J., Danilina, A., d’Argent, P., Davies, J. E., Davis, A., De Aguiar Francisco, O., de Boer, J., De Bruyn, K., De Capua, S., De Cian, M., De Freitas Carneiro Da Graca, U., De Lucia, E., De Miranda, J. M., De Paula, L., De Serio, M., De Simone, D., De Simone, P., De Vellis, F., de Vries, J. A., Dean, C. T., Debernardis, F., Decamp, D., Dedu, V., Del Buono, L., Delaney, B., Dembinski, H.-P., Denysenko, V., Deschamps, O., Dettori, F., Dey, B., Di Nezza, P., Diachkov, I., Didenko, S., Dieste Maronas, L., Ding, S., Dobishuk, V., Dolmatov, A., Dong, C., Donohoe, A. M., Dordei, F., dos Reis, A. C., Douglas, L., Downes, A. G., Duda, P., Dudek, M. W., Dufour, L., Duk, V., Durante, P., Duras, M. M., Durham, J. M., Dutta, D., Dziurda, A., Dzyuba, A., Easo, S., Egede, U., Egorychev, V., Eirea Orro, C., Eisenhardt, S., Ejopu, E., Ek-In, S., Eklund, L., Elashri, M. E., Ellbracht, J., Ely, S., Ene, A., Epple, E., Escher, S., Eschle, J., Esen, S., Evans, T., Fabiano, F., Falcao, L. N., Fan, Y., Fang, B., Fantini, L., Faria, M., Farry, S., Fazzini, D., Felkowski, L. F., Feo, M., Fernandez Gomez, M., Fernez, A. D., Ferrari, F., Ferreira Lopes, L., Ferreira Rodrigues, F., Ferreres Sole, S., Ferrillo, M., Ferro-Luzzi, M., Filippov, S., Fini, R. A., Fiorini, M., Firlej, M., Fischer, K. M., Fitzgerald, D. S., Fitzpatrick, C., Fiutowski, T., Fleuret, F., Fontana, M., Fontanelli, F., Forty, R., Foulds-Holt, D., Franco Lima, V., Franco Sevilla, M., Frank, M., Franzoso, E., Frau, G., Frei, C., Friday, D. A., Frontini, L. F., Fu, J., Fuehring, Q., Fulghesu, T., Gabriel, E., Galati, G., Galati, M. D., Gallas Torreira, A., Galli, D., Gambetta, S., Gandelman, M., Gandini, P., Gao, H. G., Gao, R., Gao, Y., Gao, Y., Garau, M., Garcia Martin, L. M., Garcia Moreno, P., García Pardiñas, J., Garcia Plana, B., Garcia Rosales, F. A., Garrido, L., Gaspar, C., Geertsema, R. E., Gerick, D., Gerken, L. L., Gersabeck, E., Gersabeck, M., Gershon, T., Giambastiani, L., Gibson, V., Giemza, H. K., Gilman, A. L., Giovannetti, M., Gioventù, A., Gironella Gironell, P., Giugliano, C., Giza, M. A., Gizdov, K., Gkougkousis, E. L., Gligorov, V. V., Göbel, C., Golobardes, E., Golubkov, D., Golutvin, A., Gomes, A., Gomez Fernandez, S., Goncalves Abrantes, F., Goncerz, M., Gong, G., Gorelov, I. V., Gotti, C., Grabowski, J. P., Grammatico, T., Granado Cardoso, L. A., Graugés, E., Graverini, E., Graziani, G., Grecu, A. T., Greeven, L. M., Grieser, N. A., Grillo, L., Gromov, S., Gruberg Cazon, B. R., Gu, C., Guarise, M., Guittiere, M., Günther, P. A., Gushchin, E., Guth, A., Guz, Y., Gys, T., Hadavizadeh, T., Hadjivasiliou, C., Haefeli, G., Haen, C., Haimberger, J., Haines, S. C., Halewood-leagas, T., Halvorsen, M. M., Hamilton, P. M., Hammerich, J., Han, Q., Han, X., Hansmann-Menzemer, S., Hao, L., Harnew, N., Harrison, T., Hasse, C., Hatch, M., He, J., Heijhoff, K., Hemmer, F. H., Henderson, C., Henderson, R. D. L., Hennequin, A. M., Hennessy, K., Henry, L., Herd, J. H., Heuel, J., Hicheur, A., Hill, D., Hilton, M., Hollitt, S. E., Horswill, J., Hou, R., Hou, Y., Hu, J., Hu, J., Hu, W., Hu, X., Huang, W., Huang, X., Hulsbergen, W., Hunter, R. J., Hushchyn, M., Hutchcroft, D., Ibis, P., Idzik, M., Ilin, D., Ilten, P., Inglessi, A., Iniukhin, A., Ishteev, A., Ivshin, K., Jacobsson, R., Jage, H., Jaimes Elles, S. J., Jakobsen, S., Jans, E., Jashal, B. K., Jawahery, A., Jevtic, V., Jiang, E., Jiang, X., Jiang, Y., John, M., Johnson, D., Jones, C. R., Jones, T. P., Joshi, S. J., Jost, B., Jurik, N., Juszczak, I., Kandybei, S., Kang, Y., Karacson, M., Karpenkov, D., Karpov, M., Kautz, J. W., Keizer, F., Keller, D. M., Kenzie, M., Ketel, T., Khanji, B., Kharisova, A., Kholodenko, S., Khreich, G., Kirn, T., Kirsebom, V. S., Kitouni, O., Klaver, S., Kleijne, N., Klimaszewski, K., Kmiec, M. R., Koliiev, S., Kolk, L., Kondybayeva, A., Konoplyannikov, A., Kopciewicz, P., Kopecna, R., Koppenburg, P., Korolev, M., Kostiuk, I., Kot, O., Kotriakhova, S., Kozachuk, A., Kravchenko, P., Kravchuk, L., Kreps, M., Kretzschmar, S., Krokovny, P., Krupa, W., Krzemien, W., Kubat, J., Kubis, S., Kucewicz, W., Kucharczyk, M., Kudryavtsev, V., Kulikova, E. K., Kupsc, A., Lacarrere, D., Lafferty, G., Lai, A., Lampis, A., Lancierini, D., Landesa Gomez, C., Lane, J. J., Lane, R., Langenbruch, C., Langer, J., Lantwin, O., Latham, T., Lazzari, F., Lazzeroni, C., Le Gac, R., Lee, S. H., Lefèvre, R., Leflat, A., Legotin, S., Lenisa, P., Leroy, O., Lesiak, T., Leverington, B., Li, A., Li, H., Li, K., Li, P., Li, P.-R., Li, S., Li, T., Li, T., Li, Y., Li, Z., Liang, X., Lin, C., Lin, T., Lindner, R., Lisovskyi, V., Litvinov, R., Liu, G., Liu, H., Liu, K., Liu, Q., Liu, S., Lobo Salvia, A., Loi, A., Lollini, R., Lomba Castro, J., Longstaff, I., Lopes, J. H., Lopez Huertas, A., López Soliño, S., Lovell, G. H., Lu, Y., Lucarelli, C., Lucchesi, D., Luchuk, S., Lucio Martinez, M., Lukashenko, V., Luo, Y., Lupato, A., Luppi, E., Lusiani, A., Lynch, K., Lyu, X.-R., Ma, R., Maccolini, S., Machefert, F., Maciuc, F., Mackay, I., Macko, V., Madhan Mohan, L. R., Maevskiy, A., Maisuzenko, D., Majewski, M. W., Malczewski, J. J., Malde, S., Malecki, B., Malinin, A., Maltsev, T., Manca, G., Mancinelli, G., Mancuso, C., Manera Escalero, R., Manuzzi, D., Manzari, C. A., Marangotto, D., Maratas, J. M., Marchand, J. F., Marconi, U., Mariani, S., Marin Benito, C., Marks, J., Marshall, A. M., Marshall, P. J., Martelli, G., Martellotti, G., Martinazzoli, L., Martinelli, M., Martinez Santos, D., Martinez Vidal, F., Massafferri, A., Materok, M., Matev, R., Mathad, A., Matiunin, V., Matteuzzi, C., Mattioli, K. R., Mauri, A., Maurice, E., Mauricio, J., Mazurek, M., McCann, M., Mcconnell, L., McGrath, T. H., McHugh, N. T., McNab, A., McNulty, R., Meadows, B., Meier, G., Melnychuk, D., Meloni, S., Merk, M., Merli, A., Meyer Garcia, L., Miao, D., Miao, H., Mikhasenko, M., Milanes, D. A., Millard, E., Milovanovic, M., Minard, M.-N., Minotti, A., Minucci, E., Miralles, T., Mitchell, S. E., Mitreska, B., Mitzel, D. S., Modak, A., Mödden, A., Mohammed, R. A., Moise, R. D., Mokhnenko, S., Mombächer, T., Monk, M., Monroy, I. A., Monteil, S., Morello, G., Morello, M. J., Morgenthaler, M. P., Moron, J., Morris, A. B., Morris, A. G., Mountain, R., Mu, H., Muhammad, E., Muheim, F., Mulder, M., Müller, K., Murphy, C. H., Murray, D., Murta, R., Muzzetto, P., Naik, P., Nakada, T., Nandakumar, R., Nanut, T., Nasteva, I., Needham, M., Neri, N., Neubert, S., Neufeld, N., Neustroev, P., Newcombe, R., Nicolini, J., Nicotra, D., Niel, E. M., Nieswand, S., Nikitin, N., Nolte, N. S., Normand, C., Novoa Fernandez, J., Nowak, G. N., Nunez, C., Oblakowska-Mucha, A., Obraztsov, V., Oeser, T., Okamura, S., Oldeman, R., Oliva, F., Onderwater, C. J. G., O’Neil, R. H., Otalora Goicochea, J. M., Ovsiannikova, T., Owen, P., Oyanguren, A., Ozcelik, O., Padeken, K. O., Pagare, B., Pais, P. R., Pajero, T., Palano, A., Palutan, M., Panshin, G., Paolucci, L., Papanestis, A., Pappagallo, M., Pappalardo, L. L., Pappenheimer, C., Parker, W., Parkes, C., Passalacqua, B., Passaleva, G., Pastore, A., Patel, M., Patrignani, C., Pawley, C. J., Pellegrino, A., Pepe Altarelli, M., Perazzini, S., Pereima, D., Pereiro Castro, A., Perret, P., Petridis, K., Petrolini, A., Petrucci, S., Petruzzo, M., Pham, H., Philippov, A., Piandani, R., Pica, L., Piccini, M., Pietrzyk, B., Pietrzyk, G., Pili, M., Pinci, D., Pisani, F., Pizzichemi, M., Placinta, V., Plews, J., Plo Casasus, M., Polci, F., Poli Lener, M., Poluektov, A., Polukhina, N., Polyakov, I., Polycarpo, E., Ponce, S., Popov, D., Poslavskii, S., Prasanth, K., Promberger, L., Prouve, C., Pugatch, V., Puill, V., Punzi, G., Qi, H. R., Qian, W., Qin, N., Qu, S., Quagliani, R., Raab, N. V., Rachwal, B., Rademacker, J. H., Rajagopalan, R., Rama, M., Ramos Pernas, M., Rangel, M. S., Ratnikov, F., Raven, G., Rebollo De Miguel, M., Redi, F., Reich, J., Reiss, F., Remon Alepuz, C., Ren, Z., Resmi, P. K., Ribatti, R., Ricci, A. M., Ricciardi, S., Richardson, K., Richardson-Slipper, M., Rinnert, K., Robbe, P., Robertson, G., Rodrigues, E., Rodriguez Fernandez, E., Rodriguez Lopez, J. A., Rodriguez Rodriguez, E., Rolf, D. L., Rollings, A., Roloff, P., Romanovskiy, V., Romero Lamas, M., Romero Vidal, A., Roth, J. D., Rotondo, M., Rudolph, M. S., Ruf, T., Ruiz Fernandez, R. A., Ruiz Vidal, J., Ryzhikov, A., Ryzka, J., Saborido Silva, J. J., Sagidova, N., Sahoo, N., Saitta, B., Salomoni, M., Sanchez Gras, C., Sanderswood, I., Santacesaria, R., Santamarina Rios, C., Santimaria, M., Santoro, L., Santovetti, E., Saranin, D., Sarpis, G., Sarpis, M., Sarti, A., Satriano, C., Satta, A., Saur, M., Savrina, D., Sazak, H., Scantlebury Smead, L. G., Scarabotto, A., Schael, S., Scherl, S., Schertz, A. M., Schiller, M., Schindler, H., Schmelling, M., Schmidt, B., Schmitt, S., Schneider, O., Schopper, A., Schubiger, M., Schulte, N., Schulte, S., Schune, M. H., Schwemmer, R., Sciascia, B., Sciuccati, A., Sellam, S., Semennikov, A., Senghi Soares, M., Sergi, A., Serra, N., Sestini, L., Seuthe, A., Shang, Y., Shangase, D. M., Shapkin, M., Shchemerov, I., Shchutska, L., Shears, T., Shekhtman, L., Shen, Z., Sheng, S., Shevchenko, V., Shi, B., Shields, E. B., Shimizu, Y., Shmanin, E., Shorkin, R., Shupperd, J. D., Siddi, B. G., Silva Coutinho, R., Simi, G., Simone, S., Singla, M., Skidmore, N., Skuza, R., Skwarnicki, T., Slater, M. W., Smallwood, J. C., Smeaton, J. G., Smith, E., Smith, K., Smith, M., Snoch, A., Soares Lavra, L., Sokoloff, M. D., Soler, F. J. P., Solomin, A., Solovev, A., Solovyev, I., Song, R., Souza De Almeida, F. L., Souza De Paula, B., Spaan, B., Spadaro Norella, E., Spedicato, E., Speer, J. G., Spiridenkov, E., Spradlin, P., Sriskaran, V., Stagni, F., Stahl, M., Stahl, S., Stanislaus, S., Stein, E. N., Steinkamp, O., Stenyakin, O., Stevens, H., Strekalina, D., Su, Y. S., Suljik, F., Sun, J., Sun, L., Sun, Y., Swallow, P. N., Swientek, K., Szabelski, A., Szumlak, T., Szymanski, M., Tan, Y., Taneja, S., Tat, M. D., Terentev, A., Teubert, F., Thomas, E., Thompson, D. J. D., Tilquin, H., Tisserand, V., T’Jampens, S., Tobin, M., Tomassetti, L., Tonani, G., Tong, X., Torres Machado, D., Tou, D. Y., Trippl, C., Tuci, G., Tuning, N., Ukleja, A., Unverzagt, D. J., Usachov, A., Ustyuzhanin, A., Uwer, U., Vagnoni, V., Valassi, A., Valenti, G., Valls Canudas, N., Van Dijk, M., Van Hecke, H., van Herwijnen, E., Van Hulse, C. B., van Veghel, M., Vazquez Gomez, R., Vazquez Regueiro, P., Vázquez Sierra, C., Vecchi, S., Velthuis, J. J., Veltri, M., Venkateswaran, A., Veronesi, M., Vesterinen, M., Vieira, D., Vieites Diaz, M., Vilasis-Cardona, X., Vilella Figueras, E., Villa, A., Vincent, P., Volle, F. C., vom Bruch, D., Vorobyev, V., Voropaev, N., Vos, K., Vrahas, C., Walsh, J., Walton, E. J., Wan, G., Wang, C., Wang, G., Wang, J., Wang, J., Wang, J., Wang, J., Wang, M., Wang, R., Wang, X., Wang, Y., Wang, Z., Wang, Z., Wang, Z., Ward, J. A., Watson, N. K., Websdale, D., Wei, Y., Westhenry, B. D. C., White, D. J., Whitehead, M., Wiederhold, A. R., Wiedner, D., Wilkinson, G., Wilkinson, M. K., Williams, I., Williams, M., Williams, M. R. J., Williams, R., Wilson, F. F., Wislicki, W., Witek, M., Witola, L., Wong, C. P., Wormser, G., Wotton, S. A., Wu, H., Wu, J., Wyllie, K., Xiang, Z., Xie, Y., Xu, A., Xu, J., Xu, L., Xu, L., Xu, M., Xu, Q., Xu, Z., Xu, Z., Yang, D., Yang, S., Yang, X., Yang, Y., Yang, Z., Yang, Z., Yeomans, L. E., Yeroshenko, V., Yeung, H., Yin, H., Yu, J., Yuan, X., Zaffaroni, E., Zavertyaev, M., Zdybal, M., Zeng, M., Zhang, C., Zhang, D., Zhang, J., Zhang, L., Zhang, S., Zhang, S., Zhang, Y., Zhang, Y., Zhao, Y., Zharkova, A., Zhelezov, A., Zheng, Y., Zhou, T., Zhou, X., Zhou, Y., Zhovkovska, V., Zhu, X., Zhu, X., Zhu, Z., Zhukov, V., Zhuo, J., Zou, Q., Zucchelli, S., Zuliani, D., and Zunica, G.
• College/School: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
• Journal Name: Physical Review D
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 2470-0010
• ISSN (Online): 2470-0029
• Published Online: 27 July 2023
• Copyright Holders: Copyright © 2023 CERN, for the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Physical Review D 108(1): 012018
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License