Abstract
The ratios of branching fractions R(D^{*})≡B(B[over ¯]→D^{*}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B[over ¯]→D^{*}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) and R(D^{0})≡B(B^{-}→D^{0}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B^{-}→D^{0}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) are measured, assuming isospin symmetry, using a sample of proton-proton collision data corresponding to 3.0 fb^{-1} of integrated luminosity recorded by the LHCb experiment during 2011 and 2012. The tau lepton is identified in the decay mode τ^{-}→μ^{-}ν_{τ}ν[over ¯]_{μ}. The measured values are R(D^{*})=0.281±0.018±0.024 and R(D^{0})=0.441±0.060±0.066, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The correlation between these measurements is ρ=-0.43. The results are consistent with the current average of these quantities and are at a combined 1.9 standard deviations from the predictions based on lepton flavor universality in the standard model.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 111802 |
| Pages (from-to) | 1-13 |
| Number of pages | 13 |
| Journal | Physical review letters |
| Volume | 131 |
| Issue number | 11 |
| Early online date | 13 Sept 2023 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 15 Sept 2023 |
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We express our gratitude to our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC. We thank the technical and administrative staff at the LHCb institutes. We acknowledge support from CERN and from the national agencies: CAPES, CNPq, FAPERJ, and FINEP (Brazil); MOST and NSFC (China); CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG, and MPG (Germany); INFN (Italy); NWO (Netherlands); MNiSW and NCN (Poland); MCID/IFA (Romania); MICINN (Spain); SNSF and SER (Switzerland); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); DOE NP and NSF (USA). We acknowledge the computing resources that are provided by CERN, IN2P3 (France), KIT and DESY (Germany), INFN (Italy), SURF (Netherlands), PIC (Spain), GridPP (United Kingdom), CSCS (Switzerland), IFIN-HH (Romania), CBPF (Brazil), Polish WLCG (Poland) and NERSC (USA). We are indebted to the communities behind the multiple open-source software packages on which we depend. Individual groups or members have received support from ARC and ARDC (Australia); Minciencias (Colombia); AvH Foundation (Germany); EPLANET, Marie Skłodowska-Curie Actions and ERC (European Union); A*MIDEX, ANR, IPhU and Labex P2IO, and Région Auvergne-Rhône-Alpes (France); Key Research Program of Frontier Sciences of CAS, CAS PIFI, CAS CCEPP, Fundamental Research Funds for the Central Universities, and Sci. & Tech. Program of Guangzhou (China); GVA, XuntaGal, GENCAT, and Prog. Atracción Talento, CM (Spain); SRC (Sweden); the Leverhulme Trust, the Royal Society, and UKRI (United Kingdom).
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In: Physical review letters, Vol. 131, No. 11, 111802, 15.09.2023, p. 1-13.
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T1 - Measurement of the Ratios of Branching Fractions R(D^{*}) and R(D^{0})
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AU - Pappenheimer, C.
AU - Parker, W.
AU - Parkes, C.
AU - Passalacqua, B.
AU - Passaleva, G.
AU - Pastore, A.
AU - Patel, M.
AU - Patrignani, C.
AU - Pawley, C. J.
AU - Pellegrino, A.
AU - Pepe Altarelli, M.
AU - Perazzini, S.
AU - Pereima, D.
AU - Pereiro Castro, A.
AU - Perret, P.
AU - Petridis, K.
AU - Petrolini, A.
AU - Petrov, A.
AU - Petrucci, S.
AU - Petruzzo, M.
AU - Pham, H.
AU - Philippov, A.
AU - Piandani, R.
AU - Pica, L.
AU - Piccini, M.
AU - Pietrzyk, B.
AU - Pietrzyk, G.
AU - Pili, M.
AU - Pinci, D.
AU - Pisani, F.
AU - Pizzichemi, M.
AU - Placinta, V.
AU - Plews, J.
AU - Plo Casasus, M.
AU - Polci, F.
AU - Poli Lener, M.
AU - Poluektov, A.
AU - Polukhina, N.
AU - Polyakov, I.
AU - Polycarpo, E.
AU - Ponce, S.
AU - Popov, D.
AU - Poslavskii, S.
AU - Prasanth, K.
AU - Promberger, L.
AU - Prouve, C.
AU - Pugatch, V.
AU - Puill, V.
AU - Punzi, G.
AU - Qi, H. R.
AU - Qian, W.
AU - Qin, N.
AU - Qu, S.
AU - Quagliani, R.
AU - Raab, N. V.
AU - Rachwal, B.
AU - Rademacker, J. H.
AU - Rajagopalan, R.
AU - Rama, M.
AU - Ramos Pernas, M.
AU - Rangel, M. S.
AU - Ratnikov, F.
AU - Raven, G.
AU - Rebollo De Miguel, M.
AU - Redi, F.
AU - Reich, J.
AU - Reiss, F.
AU - Remon Alepuz, C.
AU - Ren, Z.
AU - Resmi, P. K.
AU - Ribatti, R.
AU - Ricci, A. M.
AU - Ricciardi, S.
AU - Richardson, K.
AU - Richardson-Slipper, M.
AU - Rinnert, K.
AU - Robbe, P.
AU - Robertson, G.
AU - Rodrigues, A. B.
AU - Rodrigues, E.
AU - Rodriguez Fernandez, E.
AU - Rodriguez Lopez, J. A.
AU - Rodriguez Rodriguez, E.
AU - Rolf, D. L.
AU - Rollings, A.
AU - Roloff, P.
AU - Romanovskiy, V.
AU - Romero Lamas, M.
AU - Romero Vidal, A.
AU - Roth, J. D.
AU - Rotondo, M.
AU - Rudolph, M. S.
AU - Ruf, T.
AU - Ruiz Fernandez, R. A.
AU - Ruiz Vidal, J.
AU - Ryzhikov, A.
AU - Ryzka, J.
AU - Saborido Silva, J. J.
AU - Sagidova, N.
AU - Sahoo, N.
AU - Saitta, B.
AU - Salomoni, M.
AU - Sanchez Gras, C.
AU - Sanderswood, I.
AU - Santacesaria, R.
AU - Santamarina Rios, C.
AU - Santimaria, M.
AU - Santovetti, E.
AU - Saranin, D.
AU - Sarpis, G.
AU - Sarpis, M.
AU - Sarti, A.
AU - Satriano, C.
AU - Satta, A.
AU - Saur, M.
AU - Savrina, D.
AU - Sazak, H.
AU - Scantlebury Smead, L. G.
AU - Scarabotto, A.
AU - Schael, S.
AU - Scherl, S.
AU - Schiller, M.
AU - Schindler, H.
AU - Schmelling, M.
AU - Schmidt, B.
AU - Schmitt, S.
AU - Schneider, O.
AU - Schopper, A.
AU - Schubiger, M.
AU - Schulte, S.
AU - Schune, M. H.
AU - Schwemmer, R.
AU - Sciascia, B.
AU - Sciuccati, A.
AU - Sellam, S.
AU - Semennikov, A.
AU - Senghi Soares, M.
AU - Sergi, A.
AU - Serra, N.
AU - Sestini, L.
AU - Seuthe, A.
AU - Shang, Y.
AU - Shangase, D. M.
AU - Shapkin, M.
AU - Shchemerov, I.
AU - Shchutska, L.
AU - Shears, T.
AU - Shekhtman, L.
AU - Shen, Z.
AU - Sheng, S.
AU - Shevchenko, V.
AU - Shi, B.
AU - Shields, E. B.
AU - Shimizu, Y.
AU - Shmanin, E.
AU - Shorkin, R.
AU - Shupperd, J. D.
AU - Siddi, B. G.
AU - Silva Coutinho, R.
AU - Simi, G.
AU - Simone, S.
AU - Singla, M.
AU - Skidmore, N.
AU - Skuza, R.
AU - Skwarnicki, T.
AU - Slater, M. W.
AU - Smallwood, J. C.
AU - Smeaton, J. G.
AU - Smith, E.
AU - Smith, K.
AU - Smith, M.
AU - Snoch, A.
AU - Soares Lavra, L.
AU - Sokoloff, M. D.
AU - Soler, F. J.P.
AU - Solomin, A.
AU - Solovev, A.
AU - Solovyev, I.
AU - Song, R.
AU - Souza De Almeida, F. L.
AU - Souza De Paula, B.
AU - Spaan, B.
AU - Spadaro Norella, E.
AU - Spedicato, E.
AU - Spiridenkov, E.
AU - Spradlin, P.
AU - Sriskaran, V.
AU - Stagni, F.
AU - Stahl, M.
AU - Stahl, S.
AU - Stanislaus, S.
AU - Stein, E. N.
AU - Steinkamp, O.
AU - Stenyakin, O.
AU - Stevens, H.
AU - Stone, S.
AU - Strekalina, D.
AU - Su, Y. S.
AU - Suljik, F.
AU - Sun, J.
AU - Sun, L.
AU - Sun, Y.
AU - Svihra, P.
AU - Swallow, P. N.
AU - Swientek, K.
AU - Szabelski, A.
AU - Szumlak, T.
AU - Szymanski, M.
AU - Tan, Y.
AU - Taneja, S.
AU - Tat, M. D.
AU - Terentev, A.
AU - Teubert, F.
AU - Thomas, E.
AU - Thompson, D. J.D.
AU - Thomson, K. A.
AU - Tilquin, H.
AU - Tisserand, V.
AU - T'Jampens, S.
AU - Tobin, M.
AU - Tomassetti, L.
AU - Tonani, G.
AU - Tong, X.
AU - Torres Machado, D.
AU - Tou, D. Y.
AU - Trilov, S. M.
AU - Trippl, C.
AU - Tuci, G.
AU - Tuning, N.
AU - Ukleja, A.
AU - Unverzagt, D. J.
AU - Usachov, A.
AU - Ustyuzhanin, A.
AU - Uwer, U.
AU - Vagner, A.
AU - Vagnoni, V.
AU - Valassi, A.
AU - Valenti, G.
AU - Valls Canudas, N.
AU - Van Dijk, M.
AU - Van Hecke, H.
AU - van Herwijnen, E.
AU - Van Hulse, C. B.
AU - van Veghel, M.
AU - Vazquez Gomez, R.
AU - Vazquez Regueiro, P.
AU - Vázquez Sierra, C.
AU - Vecchi, S.
AU - Velthuis, J. J.
AU - Veltri, M.
AU - Venkateswaran, A.
AU - Veronesi, M.
AU - Vesterinen, M.
AU - Vieira, D.
AU - Vieites Diaz, M.
AU - Vilasis-Cardona, X.
AU - Vilella Figueras, E.
AU - Villa, A.
AU - Vincent, P.
AU - Volle, F. C.
AU - Vom Bruch, D.
AU - Vorobyev, A.
AU - Vorobyev, V.
AU - Voropaev, N.
AU - Vos, K.
AU - Vrahas, C.
AU - Walsh, J.
AU - Walton, E. J.
AU - Wan, G.
AU - Wang, C.
AU - Wang, G.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, M.
AU - Wang, R.
AU - Wang, X.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Ward, J. A.
AU - Watson, N. K.
AU - Websdale, D.
AU - Wei, Y.
AU - Westhenry, B. D.C.
AU - White, D. J.
AU - Whitehead, M.
AU - Wiederhold, A. R.
AU - Wiedner, D.
AU - Wilkinson, G.
AU - Wilkinson, M. K.
AU - Williams, I.
AU - Williams, M.
AU - Williams, M. R.J.
AU - Williams, R.
AU - Wilson, F. F.
AU - Wislicki, W.
AU - Witek, M.
AU - Witola, L.
AU - Wong, C. P.
AU - Wormser, G.
AU - Wotton, S. A.
AU - Wu, H.
AU - Wu, J.
AU - Wyllie, K.
AU - Xiang, Z.
AU - Xie, Y.
AU - Xu, A.
AU - Xu, J.
AU - Xu, L.
AU - Xu, M.
AU - Xu, Q.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Yang, D.
AU - Yang, S.
AU - Yang, X.
AU - Yang, Y.
AU - Yang, Z.
AU - Yang, Z.
AU - Yeomans, L. E.
AU - Yeroshenko, V.
AU - Yeung, H.
AU - Yin, H.
AU - Yu, J.
AU - Yuan, X.
AU - Zaffaroni, E.
AU - Zavertyaev, M.
AU - Zdybal, M.
AU - Zeng, M.
AU - Zhang, C.
AU - Zhang, D.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhao, Y.
AU - Zharkova, A.
AU - Zhelezov, A.
AU - Zheng, Y.
AU - Zhou, T.
AU - Zhou, X.
AU - Zhou, Y.
AU - Zhovkovska, V.
AU - Zhu, X.
AU - Zhu, X.
AU - Zhu, Z.
AU - Zhukov, V.
AU - Zou, Q.
AU - Zucchelli, S.
AU - Zuliani, D.
AU - Zunica, G.
AU - LHCb Collaboration
PY - 2023/9/15
Y1 - 2023/9/15
N2 - The ratios of branching fractions R(D^{*})≡B(B[over ¯]→D^{*}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B[over ¯]→D^{*}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) and R(D^{0})≡B(B^{-}→D^{0}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B^{-}→D^{0}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) are measured, assuming isospin symmetry, using a sample of proton-proton collision data corresponding to 3.0 fb^{-1} of integrated luminosity recorded by the LHCb experiment during 2011 and 2012. The tau lepton is identified in the decay mode τ^{-}→μ^{-}ν_{τ}ν[over ¯]_{μ}. The measured values are R(D^{*})=0.281±0.018±0.024 and R(D^{0})=0.441±0.060±0.066, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The correlation between these measurements is ρ=-0.43. The results are consistent with the current average of these quantities and are at a combined 1.9 standard deviations from the predictions based on lepton flavor universality in the standard model.
AB - The ratios of branching fractions R(D^{*})≡B(B[over ¯]→D^{*}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B[over ¯]→D^{*}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) and R(D^{0})≡B(B^{-}→D^{0}τ^{-}ν[over ¯]_{τ})/B(B^{-}→D^{0}μ^{-}ν[over ¯]_{μ}) are measured, assuming isospin symmetry, using a sample of proton-proton collision data corresponding to 3.0 fb^{-1} of integrated luminosity recorded by the LHCb experiment during 2011 and 2012. The tau lepton is identified in the decay mode τ^{-}→μ^{-}ν_{τ}ν[over ¯]_{μ}. The measured values are R(D^{*})=0.281±0.018±0.024 and R(D^{0})=0.441±0.060±0.066, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The correlation between these measurements is ρ=-0.43. The results are consistent with the current average of these quantities and are at a combined 1.9 standard deviations from the predictions based on lepton flavor universality in the standard model.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85172824713
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85172824713#tab=citedBy
U2 - 10.1103/PhysRevLett.131.111802
DO - 10.1103/PhysRevLett.131.111802
M3 - Article
C2 - 37774262
AN - SCOPUS:85172824713
SN - 0031-9007
VL - 131
SP - 1
EP - 13
JO - Physical review letters
JF - Physical review letters
IS - 11
M1 - 111802
ER -