Measurement of the Ratio of the B0→D*−τ+ντ and B0→D*−μ+νμ Branching Fractions Using Three-Prong τ -Lepton Decays

The ratio of branching fractions R(D*⁻)≡B(B⁰→D*⁻τ⁺ν[subscript τ])/B(B⁰→D*⁻μ⁺ν[subscript μ]) 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...

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Bibliographic Details
Main 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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J., Tisserand, V., Tobin, M., Tolk, S., Tomassetti, L., Tonelli, D., Toriello, F., Tourinho Jadallah Aoude, R., Tournefier, E., Traill, M., Tran, M. T., Tresch, M., Trisovic, A., Tsaregorodtsev, A., Tsopelas, P., Tully, A., Tuning, N., Ukleja, A., Ustyuzhanin, A., Uwer, U., Vacca, C., Vagner, A., Vagnoni, V., Valassi, A., Valat, S., Valenti, G., Vazquez Gomez, R., Vazquez Regueiro, P., Vecchi, S., van Veghel, M., Velthuis, J. J., Veltri, M., Veneziano, G., Venkateswaran, A., Verlage, T. A., Vernet, M., Vesterinen, M., Viana Barbosa, J. V., Viaud, B., Vieira, D., Vieites Diaz, M., Viemann, H., Vilasis-Cardona, X., Vitti, M., Volkov, V., Vollhardt, A., Voneki, B., Vorobyev, A., Vorobyev, V., Voß, C., de Vries, J. A., Vázquez Sierra, C., Waldi, R., Wallace, C., Wallace, R., Walsh, J., Wang, J., Ward, D. R., Wark, H. M., Watson, N. K., Websdale, D., Weiden, A., Whitehead, M., Wicht, J., Wilkinson, G., Wilkinson, M., Williams, M. P., Williams, M., Williams, T., Wilson, F. 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Other Authors: Massachusetts Institute of Technology. Department of Physics
Format: Article
Language:English
Published: American Physical Society 2018
Online Access:http://hdl.handle.net/1721.1/116177
https://orcid.org/0000-0001-5534-1732
https://orcid.org/0000-0001-8285-3346
Description
Summary:The ratio of branching fractions R(D*⁻)≡B(B⁰→D*⁻τ⁺ν[subscript τ])/B(B⁰→D*⁻μ⁺ν[subscript μ]) 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, R(D*⁻) is determined using the τ-lepton decays with three charged pions in the final state. The B^{0}→D*⁻τ⁺ν[subscript τ] yield is normalized to that of the B⁰→D*⁻π⁺π⁻π⁺ mode, providing a measurement of B(B⁰→D*⁻τ⁺ν[subscript τ])/B(B⁰→D*⁻π⁺π⁻π⁺)=1.97±0.13±0.18, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The value of B(B⁰→D^{*-}τ⁺ν[subscript τ])=(1.42±0.094±0.129±0.054)% 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*⁻μ⁺ν[subscript μ] decay, a value of R(D*⁻)=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*⁻μ⁺ν[subscripts μ] modes. This measurement is in agreement with the standard model prediction and with previous results.