Measurement of $\mathcal{R}(D)$ and $\mathcal{R}(D^*)$ with a semileptonic tagging method
G. Caria
,
P. Urquijo
,
I. Adachi
,
H. Aihara
,
S. Al Said
,
D.M. Asner
,
H. Atmacan
,
T. Aushev
,
V. Babu
,
I. Badhrees
,
S. Bahinipati
,
A.M. Bakich
,
P. Behera
,
C. Beleño
,
J. Bennett
,
B. Bhuyan
,
T. Bilka
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J. Biswal
,
A. Bozek
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M. Bračko
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T.E. Browder
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M. Campajola
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D. Červenkov
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P. Chang
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R. Cheaib
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V. Chekelian
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A. Chen
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B.G. Cheon
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K. Chilikin
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H.E. Cho
,
K. Cho
,
Y. Choi
,
S. Choudhury
,
D. Cinabro
,
S. Cunliffe
,
N. Dash
,
G. De Nardo
,
F. Di Capua
,
S. Di Carlo
(1)
,
Z. Doležal
,
T.V. Dong
,
S. Eidelman
,
D. Epifanov
,
J.E. Fast
,
T. Ferber
,
D. Ferlewicz
,
B.G. Fulsom
,
R. Garg
,
V. Gaur
,
N. Gabyshev
,
A. Garmash
,
A. Giri
,
P. Goldenzweig
,
D. Greenwald
,
O. Grzymkowska
,
Y. Guan
,
O. Hartbrich
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K. Hayasaka
,
H. Hayashii
,
T. Higuchi
,
W.-S. Hou
,
C.-L. Hsu
,
T. Iijima
,
K. Inami
,
G. Inguglia
,
A. Ishikawa
,
R. Itoh
,
M. Iwasaki
,
Y. Iwasaki
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W.W. Jacobs
,
H.B. Jeon
,
S. Jia
,
Y. Jin
,
D. Joffe
,
K.K. Joo
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,
K.H. Kang
,
G. Karyan
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I.S. Lee
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D. Sahoo
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(1)
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Y. Usov
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B. Wang
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G. Caria
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M. Uchida
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C.Z. Yuan
- Fonction : Auteur
Z.P. Zhang
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V. Zhilich
- Fonction : Auteur
V. Zhukova
- Fonction : Auteur
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- Fonction : Auteur
Résumé
The experimental results on the ratios of branching fractions $\mathcal{R}(D) = {\cal B}(\bar{B} \to D \tau^- \bar{\nu}_{\tau})/{\cal B}(\bar{B} \to D \ell^- \bar{\nu}_{\ell})$ and $\mathcal{R}(D^*) = {\cal B}(\bar{B} \to D^* \tau^- \bar{\nu}_{\tau})/{\cal B}(\bar{B} \to D^* \ell^- \bar{\nu}_{\ell})$, where $\ell$ denotes an electron or a muon, show a long-standing discrepancy with the Standard Model predictions, and might hint to a violation of lepton flavor universality. We report a new simultaneous measurement of $\mathcal{R}(D)$ and $\mathcal{R}(D^*)$, based on a data sample containing $772 \times 10^6$ $B\bar{B}$ events recorded at the $\Upsilon(4S)$ resonance with the Belle detector at the KEKB $e^+ e^-$ collider. In this analysis the tag-side $B$ meson is reconstructed in a semileptonic decay mode and the signal-side $\tau$ is reconstructed in a purely leptonic decay. The measured values are $\mathcal{R}(D)= 0.307 \pm 0.037 \pm 0.016$ and $\mathcal{R}(D^*) = 0.283 \pm 0.018 \pm 0.014$, where the first uncertainties are statistical and the second are systematic. These results are in agreement with the Standard Model predictions within $0.2$, $1.1$ and $0.8$ standard deviations for $\mathcal{R}(D)$, $\mathcal{R}(D^*)$ and their combination, respectively. This work constitutes the most precise measurements of $\mathcal{R}(D)$ and $\mathcal{R}(D^*)$ performed to date as well as the first result for $\mathcal{R}(D)$ based on a semileptonic tagging method.
Mots clés
13.20.He
14.40.Nd
Elementary Particles and Fields
electron positron: annihilation
electron positron: colliding beams
B: pair production
Upsilon(10570): electroproduction
B: semileptonic decay
B: branching ratio
branching ratio: ratio: measured
D: hadronic decay
D*(2010): hadronic decay
mass difference: (D*(2010) D)
BELLE
KEK-B
experimental results
B --> D tau- antineutrino/tau
B --> D*(2010) tau- antineutrino/tau
D0 --> K- pi+ pi0
D0 --> K- 2pi+ pi-
D0 --> K- pi+
D0 --> K0(S) pi+ pi-
D0 --> K0(S) pi0
D0 --> K0(S) K+ K-
D0 --> K+ K-
D0 --> pi+ pi-
D+ --> K- 2pi+
D+ --> K0(S) pi+ pi0
D+ --> K0(S) 2pi+ pi-
D+ --> K0(S) pi+
D+ --> K- K+ pi+
D+ --> K0(S) K+
D*(2010)+ --> D0 pi+
D*(2010)+ --> D+ pi0
D*(2010)0 --> D0 pi0
S049.267
S049.268
S049.274
S049.280