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Journal Article PUBDB-2024-06381
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Test of light-lepton universality in τ decays with the Belle II experiment

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2024
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2024(8), 205 () [10.1007/JHEP08(2024)205]
 GO

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Report No.: Belle II Preprint 2024-002; KEK Preprint 2023-49; arXiv:2405.14625

Abstract: We present a measurement of the ratio $ {R}_{\mu }=\mathcal{B}\left({\tau}^{-}\to {\mu}^{-}{\overline{\nu}}_{\mu }{\nu}_{\tau}\right)/\mathcal{B}\left({\tau}^{-}\to {e}^{-}{\overline{\nu}}_e{\nu}_{\tau}\right) $ of branching fractions $ \mathcal{B} $ of the τ 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 ± 2 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$_{μ}$ = 0.9675 ± 0.0007 ± 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 τ decays of 0.9974 ± 0.0019, in agreement with the standard model expectation of unity.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): electron positron: annihilation ; electron positron: colliding beams ; tau: pair production ; tau: leptonic decay ; electron: momentum spectrum ; muon: coupling ; BELLE ; lepton: flavor: universality ; universality: violation ; tau: branching ratio ; branching ratio: ratio: measured ; KEK-B ; error: statistical ; statistical analysis ; data analysis method ; experimental results ; tau- --> muon- antineutrino/mu neutrino/tau ; tau- --> electron antineutrino/e neutrino/tau ; 10.58 GeV-cms ; e+-e− Experiments ; Tau Physics

Classification:

Note: Journal of High Energy Physics 08 (2024) 205. 22 pages, 7 figures
Contributing Institute(s):
  1. BELLE II Experiment (BELLE)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. InterLeptons - A search for new interactions at Belle II using leptons (947006) (947006)
  3. FLAVOUR - Towards the Construction of the Fundamental Theory of Flavour (267104) (267104)
  4. FAIME - Flavour Anomalies with advanced particle Identification MEthods (884719) (884719)
Experiment(s):
  1. KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2024
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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Test of light-lepton universality in $\tau$ decays with the Belle II experiment
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 Record created 2024-10-21, last modified 2025-07-23
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