Abstract
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb-1 taken at a center-of-mass energy of 3.773 GeV with the BESIII detector operated at the BEPCII collider, we perform an analysis of the semileptonic decays D0(+)→π-(0)μ+νμ. The branching fractions of D0→π-μ+νμ and D+→π0μ+νμ are measured to be (0.272±0.008stat±0.006syst)% and (0.350±0.011stat±0.010syst)%, respectively, where the former is of much improved precision compared to previous results and the latter is determined for the first time. Using these results along with previous BESIII measurements of D0(+)→π-(0)e+νe, we calculate the branching fraction ratios to be R0≡BD0→π-μ+νμ/BD0→π-e+νe=0.922±0.030stat±0.022syst and R+≡BD+→π0μ+νμ/BD+→π0e+νe=0.964±0.037stat±0.026syst, which are compatible with the theoretical expectation of lepton flavor universality within 1.7σ and 0.5σ, respectively. We also examine the branching fraction ratios in different four-momentum transfer square regions, and find no significant deviations from the standard model predictions.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 171803 |
| Journal | Physical review letters |
| Volume | 121 |
| Issue number | 17 |
| DOIs | |
| State | Published - Oct 26 2018 |
Bibliographical note
Funding Information:The BESIII collaboration thanks the staff of BEPCII and the IHEP computing center for their strong support. Authors thanks S. Simula, L. Riggio, G. Salerno, and Wei Wang for helpful discussions. This work is supported in part by National Key Basic Research Program of China under Contract No. 2015CB856700; National Natural Science Foundation of China (NSFC) under Contracts No. 11235011, No. 11305180, No. 11335008, No. 11375170, No. 11425524, No. 11475123, No. 11475164, No. 11475169, No. 11605196, No. 11605198, No. 11625523, No. 11635010, No. 11705192; the Chinese Academy of Sciences (CAS) Large-Scale Scientific Facility Program; the CAS Center for Excellence in Particle Physics (CCEPP); Joint Large-Scale Scientific Facility Funds of the NSFC and CAS under Contracts No. U1332201, No. U1532101, No. U1532102, No. U1532257, No. U1532258, No. U1732263; CAS under Contracts No. KJCX2-YW-N29, No. KJCX2-YW-N45, and No. QYZDJ-SSW-SLH003; 100 Talents Program of CAS; National 1000 Talents Program of China; INPAC and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology; German Research Foundation DFG under Contracts No. Collaborative Research Center CRC 1044, No. FOR 2359; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italy; Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) under Contract No. 530-4CDP03; Ministry of Development of Turkey under Contract No. DPT2006K-120470; National Science and Technology fund; The Swedish Research Council; U.S. Department of Energy under Contracts No. DE-FG02-05ER41374, No. DE-SC-0010118, No. DE-SC-0010504, No. DE-SC-0012069; University of Groningen (RuG) and the Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH (GSI), Darmstadt; WCU Program of National Research Foundation of Korea under Contract No. R32-2008-000-10155-0.
Publisher Copyright:
© 2018 authors. Published by the American Physical Society. Published by the American Physical Society under the terms of the »https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/» Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP.
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Measurement of the Branching Fraction for the Semileptonic Decay D0 (+) →π- (0)μ+νμ and Test of Lepton Flavor Universality. / Ablikim, M.; Achasov, M. N.; Ahmed, S.; Albrecht, M.; Amoroso, A.; An, F. F.; An, Q.; Bai, J. Z.; Bai, Y.; Bakina, O.; Baldini Ferroli, R.; Ban, Y.; Bennett, D. W.; Bennett, J. V.; Berger, N.; Bertani, M.; Bettoni, D.; Bian, J. M.; Bianchi, F.; Boger, E.; Boyko, I.; Briere, R. A.; Cai, H.; Cai, X.; Cakir, O.; Calcaterra, A.; Cao, G. F.; Cetin, S. A.; Chai, J.; Chang, J. F.; Chelkov, G.; Chen, G.; Chen, H. S.; Chen, J. C.; Chen, M. L.; Chen, P. L.; Chen, S. J.; Chen, X. R.; Chen, Y. B.; Chu, X. K.; Cibinetto, G.; Dai, H. L.; Dai, J. P.; Dbeyssi, A.; Dedovich, D.; Deng, Z. Y.; Denig, A.; Denysenko, I.; Destefanis, M.; De Mori, F.; Ding, Y.; Dong, C.; Dong, J.; Dong, L. Y.; Dong, M. Y.; Dou, Z. L.; Du, S. X.; Duan, P. F.; Fang, J.; Fang, S. S.; Fang, Y.; Farinelli, R.; Fava, L.; Fegan, S.; Feldbauer, F.; Felici, G.; Feng, C. Q.; Fioravanti, E.; Fritsch, M.; Fu, C. D.; Gao, Q.; Gao, X. L.; Gao, Y.; Gao, Y. G.; Gao, Z.; Garzia, I.; Goetzen, K.; Gong, L.; Gong, W. X.; Gradl, W.; Greco, M.; Gu, M. H.; Gu, Y. T.; Guo, A. Q.; Guo, R. P.; Guo, Y. P.; Haddadi, Z.; Han, S.; Hao, X. Q.; Harris, F. A.; He, K. L.; He, X. Q.; Heinsius, F. H.; Held, T.; Heng, Y. K.; Holtmann, T.; Hou, Z. L.; Hu, H. M.; Hu, T.; Hu, Y.; Huang, G. S.; Huang, J. S.; Huang, X. T.; Huang, X. Z.; Huang, Z. L.; Hussain, T.; Ikegami Andersson, W.; Ji, Q.; Ji, Q. P.; Ji, X. B.; Ji, X. L.; Jiang, X. S.; Jiang, X. Y.; Jiao, J. B.; Jiao, Z.; Jin, D. P.; Jin, S.; Jin, Y.; Johansson, T.; Julin, A.; Kalantar-Nayestanaki, N.; Kang, X. L.; Kang, X. S.; Kavatsyuk, M.; Ke, B. C.; Khan, T.; Khoukaz, A.; Kiese, P.; Kliemt, R.; Koch, L.; Kolcu, O. B.; Kopf, B.; Kornicer, M.; Kuemmel, M.; Kuessner, M.; Kuhlmann, M.; Kupsc, A.; Kühn, W.; Lange, J. S.; Lara, M.; Larin, P.; Lavezzi, L.; Leithoff, H.; Leng, C.; Li, C.; Li, Cheng; Li, D. M.; Li, F.; Li, F. Y.; Li, G.; Li, H. B.; Li, H. J.; Li, J. C.; Li, Jin; Li, K. J.; Li, Kang; Li, Ke; Li, Lei; Li, P. L.; Li, P. R.; Li, Q. Y.; Li, W. D.; Li, W. G.; Li, X. L.; Li, X. N.; Li, X. Q.; Li, Z. B.; Liang, H.; Liang, Y. F.; Liang, Y. T.; Liao, G. R.; Lin, D. X.; Liu, B.; Liu, B. J.; Liu, C. X.; Liu, D.; Liu, F. H.; Liu, Fang; Liu, Feng; Liu, H. B.; Liu, H. M.; Liu, Huanhuan; Liu, Huihui; Liu, J. B.; Liu, J. P.; Liu, J. Y.; Liu, K.; Liu, K. Y.; Liu, Ke; Liu, L. D.; Liu, P. L.; Liu, Q.; Liu, S. B.; Liu, X.; Liu, Y. B.; Liu, Z. A.; Liu, Zhiqing; Long, Y. F.; Lou, X. C.; Lu, H. J.; Lu, J. G.; Lu, Y.; Lu, Y. P.; Luo, C. L.; Luo, M. X.; Luo, X. L.; Lyu, X. R.; Ma, F. C.; Ma, H. L.; Ma, L. L.; Ma, M. M.; Ma, Q. M.; Ma, T.; Ma, X. N.; Ma, X. Y.; Ma, Y. M.; Maas, F. E.; Maggiora, M.; Malik, Q. A.; Mao, Y. J.; Mao, Z. P.; Marcello, S.; Meng, Z. X.; Messchendorp, J. G.; Mezzadri, G.; Min, J.; Min, T. J.; Mitchell, R. E.; Mo, X. H.; Mo, Y. J.; Morales Morales, C.; Muchnoi, N. Yu; Muramatsu, Hajime; Musiol, P.; Mustafa, A.; Nefedov, Y.; Nerling, F.; Nikolaev, I. B.; Ning, Z.; Nisar, S.; Niu, S. L.; Niu, X. Y.; Olsen, S. L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Pan, Y.; Papenbrock, M.; Patteri, P.; Pelizaeus, M.; Pellegrino, J.; Peng, H. P.; Peters, K.; Pettersson, J.; Ping, J. L.; Ping, R. G.; Pitka, A.; Poling, Ron; Prasad, V.; Qi, H. R.; Qi, M.; Qian, S.; Qiao, C. F.; Qin, N.; Qin, X. S.; Qin, Z. H.; Qiu, J. F.; Rashid, K. H.; Redmer, C. F.; Richter, M.; Ripka, M.; Rolo, M.; Rong, G.; Rosner, Ch; Sarantsev, A.; Savrié, M.; Schnier, C.; Schoenning, K.; Shan, W.; Shao, M.; Shen, C. P.; Shen, P. X.; Shen, X. Y.; Sheng, H. Y.; Song, J. J.; Song, W. M.; Song, X. Y.; Sosio, S.; Sowa, C.; Spataro, S.; Sun, G. X.; Sun, J. F.; Sun, L.; Sun, S. S.; Sun, X. H.; Sun, Y. J.; Sun, Y. K.; Sun, Y. Z.; Sun, Z. J.; Sun, Z. T.; Tang, C. J.; Tang, G. Y.; Tang, X.; Tapan, I.; Tiemens, M.; Tsednee, B.; Uman, I.; Varner, G. S.; Wang, B.; Wang, B. L.; Wang, D.; Wang, D. Y.; Wang, Dan; Wang, K.; Wang, L. L.; Wang, L. S.; Wang, M.; Wang, Meng; Wang, P.; Wang, P. L.; Wang, W. P.; Wang, X. F.; Wang, Y.; Wang, Y. D.; Wang, Y. F.; Wang, Y. Q.; Wang, Z.; Wang, Z. G.; Wang, Z. Y.; Wang, Zongyuan; Weber, T.; Wei, D. H.; Weidenkaff, P.; Wen, S. P.; Wiedner, U.; Wolke, M.; Wu, L. H.; Wu, L. J.; Wu, Z.; Xia, L.; Xia, Y.; Xiao, D.; Xiao, H.; Xiao, Y. J.; Xiao, Z. J.; Xie, Y. G.; Xie, Y. H.; Xiong, X. A.; Xiu, Q. L.; Xu, G. F.; Xu, J. J.; Xu, L.; Xu, Q. J.; Xu, Q. N.; Xu, X. P.; Yan, L.; Yan, W. B.; Yan, W. C.; Yan, Y. H.; Yang, H. J.; Yang, H. X.; Yang, L.; Yang, Y. H.; Yang, Y. X.; Ye, M.; Ye, M. H.; Yin, J. H.; You, Z. Y.; Yu, B. X.; Yu, C. X.; Yu, J. S.; Yuan, C. Z.; Yuan, Y.; Yuncu, A.; Zafar, A. A.; Zeng, Y.; Zeng, Z.; Zhang, B. X.; Zhang, B. Y.; Zhang, C. C.; Zhang, D. H.; Zhang, H. H.; Zhang, H. Y.; Zhang, J.; Zhang, J. L.; Zhang, J. Q.; Zhang, J. W.; Zhang, J. Y.; Zhang, J. Z.; Zhang, K.; Zhang, L.; Zhang, S. Q.; Zhang, X. Y.; Zhang, Y. H.; Zhang, Y. T.; Zhang, Yang; Zhang, Yao; Zhang, Yu; Zhang, Z. H.; Zhang, Z. P.; Zhang, Z. Y.; Zhao, G.; Zhao, J. W.; Zhao, J. Y.; Zhao, J. Z.; Zhao, Lei; Zhao, Ling; Zhao, M. G.; Zhao, Q.; Zhao, S. J.; Zhao, T. C.; Zhao, Y. B.; Zhao, Z. G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. P.; Zheng, Y. H.; Zhong, B.; Zhou, L.; Zhou, X.; Zhou, X. K.; Zhou, X. R.; Zhou, X. Y.; Zhou, Y. X.; Zhu, J.; Zhu, J.; Zhu, K.; Zhu, K. J.; Zhu, S.; Zhu, S. H.; Zhu, X. L.; Zhu, Y. C.; Zhu, Y. S.; Zhu, Z. A.; Zhuang, J.; Zou, B. S.; Zou, J. H.
In: Physical review letters, Vol. 121, No. 17, 171803, 26.10.2018.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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TY - JOUR
T1 - Measurement of the Branching Fraction for the Semileptonic Decay D0 (+) →π- (0)μ+νμ and Test of Lepton Flavor Universality
AU - Ablikim, M.
AU - Achasov, M. N.
AU - Ahmed, S.
AU - Albrecht, M.
AU - Amoroso, A.
AU - An, F. F.
AU - An, Q.
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AU - Berger, N.
AU - Bertani, M.
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AU - Dong, L. Y.
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AU - Guo, Y. P.
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AU - Zou, B. S.
AU - Zou, J. H.
N1 - Funding Information: The BESIII collaboration thanks the staff of BEPCII and the IHEP computing center for their strong support. Authors thanks S. Simula, L. Riggio, G. Salerno, and Wei Wang for helpful discussions. This work is supported in part by National Key Basic Research Program of China under Contract No. 2015CB856700; National Natural Science Foundation of China (NSFC) under Contracts No. 11235011, No. 11305180, No. 11335008, No. 11375170, No. 11425524, No. 11475123, No. 11475164, No. 11475169, No. 11605196, No. 11605198, No. 11625523, No. 11635010, No. 11705192; the Chinese Academy of Sciences (CAS) Large-Scale Scientific Facility Program; the CAS Center for Excellence in Particle Physics (CCEPP); Joint Large-Scale Scientific Facility Funds of the NSFC and CAS under Contracts No. U1332201, No. U1532101, No. U1532102, No. U1532257, No. U1532258, No. U1732263; CAS under Contracts No. KJCX2-YW-N29, No. KJCX2-YW-N45, and No. QYZDJ-SSW-SLH003; 100 Talents Program of CAS; National 1000 Talents Program of China; INPAC and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology; German Research Foundation DFG under Contracts No. Collaborative Research Center CRC 1044, No. FOR 2359; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Italy; Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW) under Contract No. 530-4CDP03; Ministry of Development of Turkey under Contract No. DPT2006K-120470; National Science and Technology fund; The Swedish Research Council; U.S. Department of Energy under Contracts No. DE-FG02-05ER41374, No. DE-SC-0010118, No. DE-SC-0010504, No. DE-SC-0012069; University of Groningen (RuG) and the Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH (GSI), Darmstadt; WCU Program of National Research Foundation of Korea under Contract No. R32-2008-000-10155-0. Publisher Copyright: © 2018 authors. Published by the American Physical Society. Published by the American Physical Society under the terms of the »https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/» Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP.
PY - 2018/10/26
Y1 - 2018/10/26
N2 - Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb-1 taken at a center-of-mass energy of 3.773 GeV with the BESIII detector operated at the BEPCII collider, we perform an analysis of the semileptonic decays D0(+)→π-(0)μ+νμ. The branching fractions of D0→π-μ+νμ and D+→π0μ+νμ are measured to be (0.272±0.008stat±0.006syst)% and (0.350±0.011stat±0.010syst)%, respectively, where the former is of much improved precision compared to previous results and the latter is determined for the first time. Using these results along with previous BESIII measurements of D0(+)→π-(0)e+νe, we calculate the branching fraction ratios to be R0≡BD0→π-μ+νμ/BD0→π-e+νe=0.922±0.030stat±0.022syst and R+≡BD+→π0μ+νμ/BD+→π0e+νe=0.964±0.037stat±0.026syst, which are compatible with the theoretical expectation of lepton flavor universality within 1.7σ and 0.5σ, respectively. We also examine the branching fraction ratios in different four-momentum transfer square regions, and find no significant deviations from the standard model predictions.
AB - Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb-1 taken at a center-of-mass energy of 3.773 GeV with the BESIII detector operated at the BEPCII collider, we perform an analysis of the semileptonic decays D0(+)→π-(0)μ+νμ. The branching fractions of D0→π-μ+νμ and D+→π0μ+νμ are measured to be (0.272±0.008stat±0.006syst)% and (0.350±0.011stat±0.010syst)%, respectively, where the former is of much improved precision compared to previous results and the latter is determined for the first time. Using these results along with previous BESIII measurements of D0(+)→π-(0)e+νe, we calculate the branching fraction ratios to be R0≡BD0→π-μ+νμ/BD0→π-e+νe=0.922±0.030stat±0.022syst and R+≡BD+→π0μ+νμ/BD+→π0e+νe=0.964±0.037stat±0.026syst, which are compatible with the theoretical expectation of lepton flavor universality within 1.7σ and 0.5σ, respectively. We also examine the branching fraction ratios in different four-momentum transfer square regions, and find no significant deviations from the standard model predictions.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85055696749&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85055696749&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.121.171803
DO - 10.1103/PhysRevLett.121.171803
M3 - Article
C2 - 30411926
AN - SCOPUS:85055696749
VL - 121
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
SN - 0031-9007
IS - 17
M1 - 171803
ER -