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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2024

Test of light-lepton universality in $\tau$ decays with the Belle II experiment

Ichiro Adachi , Karol Mateusz Adamczyk , Latika Aggarwal , Hiroaki Aihara , Norayr Akopov , Alberto Aloisio , Anh-Ky Nguyen , David Mark Asner , Hulya Atmacan , Volodymyr Ye Aushev , Michele Aversano , Rachid Ayad , Varghese Babu (1) , Hanwook Bae , Seema Bahinipati , Philip Bambade (2) , Swagato Banerjee , Sunil Bansal , Matthew Barrett , Jerome Baudot (1) , Anselm Baur , Alexandre Beaubien , Fabian Horst Becherer , Juergen Becker , Jake Bennett , Florian Bernlochner , Valerio Bertacchi (3) , Michel Bertemes , Emilie Bertholet , Martin Bessner , Stefano Bettarini , Fabrizio Bianchi , Lukas Bierwirth , Tadeas Bilka , Sviatoslav Bilokin , Diptaparna Biswas , Alexander Bobrov , Denis Bodrov , Arthur Bolz , Jyotirmoi Borah , Alessandro Boschetti , Andrzej Bozek , Marko Bracko , Paolo Branchini , Thomas Earl Browder , Antonio Budano , Severino Bussino , Marcello Campajola , Lu Cao , Giulia Casarosa , Claudia Cecchi , Jacopo Cerasoli (1) , Ming-Chuan Chang , Paoti Chang , Racha Cheaib , Priyanka Cheema , Byunggu Cheon , Kirill Chilikin , Khem Chirapatpimol , Haneol Cho , Kihyeon Cho , Sungjin Cho , Sookyung Choi , Seema Choudhury , Luigi Corona , Junxi Cui , Sanjeeda Bharati Das , Filippo Dattola , Eduard de la Cruz Burelo , Shanette Anne de la Motte , Gaetano de Marino , Guglielmo de Nardo , Michael de Nuccio , Giacomo de Pietro , Riccardo de Sangro , Marco Destefanis , Sourav Dey , Rashmi Dhamija , Angelo Di Canto , Francesco Di Capua , Jochen Dingfelder , Zdenek Dolezal , Isabel Dominguez Jimenez , Thanh Van Dong , Mirco Dorigo , Daniel Dorner , Katharina Dort , David Dossett , Sascha Dreyer , Shawn Dubey , Katarina Dugic , Giulio Dujany (1) , Patrick Ecker , Michael Eliachevitch , Denis Alexandrovich Epifanov , Paul Feichtinger , Torben Ferber , Daniel Ferlewicz , Tristan Fillinger , Christian Finck (1) , Giuseppe Finocchiaro , Andrea Fodor , Francesco Forti , Ariane Frey , Bryan Gregory Fulsom , Alice Gabrielli , Eldar Ganiev , Marcela Garcia Hernandez , Giovanni Gaudino , Vipin Gaur , Alessandro Gaz , Andreas Gellrich , Gayane Ghevondyan , Debjit Ghosh , Hazaravard Ghumaryan , Georgios Giakoustidis , Raffaele Giordano , Anjan Giri , Alexander Glazov , Benigno Gobbo , Romulus Godang , Olga Gogota , Pablo Goldenzweig , Wolfgang Gradl , Thomas Grammatico , Svenja Katharina Granderath , Enrico Graziani , Daniel Greenwald , Zuzana Gruberova , Tianping Gu , Yinghui Guan , Kristina Gudkova , Yubo Han , Takanori Hara , Kiyoshi Hayasaka , Hisaki Hayashii , Sagar Hazra , Christopher Hearty , Michael Thomas Hedges , Alexander Heidelbach , Ivan Heredia de la Cruz , Michel Hernandez Villanueva , Takeo Higuchi , Matthias Hoek , Marcel Hohmann , Philipp Horak , Chia-Ling Hsu , Thibaud Humair , Toru Iijima , Kenji Inami , Gianluca Inguglia , N. 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Fanli Zeng
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Boyang Zhang
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Yi Zhang
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Victor Zhilich
  • Fonction : Auteur
Qi-Dong Zhou
  • Fonction : Auteur
Xing-Yu Zhou
  • Fonction : Auteur
Valentina Zhukova
  • Fonction : Auteur
Radek Zlebcik
  • Fonction : Auteur

Résumé

We present a measurement of the ratio $R_\mu = \mathcal{B}(\tau^-\to \mu^-\bar\nu_\mu\nu_\tau) / \mathcal{B}(\tau^-\to e^-\bar\nu_e\nu_\tau)$ of branching fractions $\mathcal{B}$ of the $\tau$ lepton decaying to muons or electrons using data collected with the Belle II detector at the SuperKEKB $e^+e^-$ collider. The sample has an integrated luminosity of 362 fb$^{-1}$ at a centre-of-mass energy of 10.58 GeV. Using an optimised event selection, a binned maximum likelihood fit is performed using the momentum spectra of the electron and muon candidates. The result, $R_\mu = 0.9675 \pm 0.0007 \pm 0.0036$, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic, is the most precise to date. It provides a stringent test of the light-lepton universality, translating to a ratio of the couplings of the muon and electron to the $W$ boson in $\tau$ decays of $0.9974 \pm 0.0019$, in agreement with the standard model expectation of unity.

Dates et versions

hal-04593902 , version 1 (30-05-2024)

Identifiants

Citer

Ichiro Adachi, Karol Mateusz Adamczyk, Latika Aggarwal, Hiroaki Aihara, Norayr Akopov, et al.. Test of light-lepton universality in $\tau$ decays with the Belle II experiment. 2024. ⟨hal-04593902⟩
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