Observation of $ \tau^- \rightarrow \pi^- \nu_{\tau} e^+ e^- $ and search for $\tau^- \rightarrow \pi^- \nu_{\tau} \mu^+ \mu^-$
Y. Jin
,
H. Aihara
,
D. Epifanov
,
I. Adachi
,
S. Al Said
,
D.M. Asner
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V. Aulchenko
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T. Aushev
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R. Ayad
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V. Babu
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I. Badhrees
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S. Bahinipati
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K. Cho
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Y. Choi
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S. Choudhury
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D. Cinabro
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(1)
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Z. Doležal
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M. Uchida
- Fonction : Auteur
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C.Z. Yuan
- Fonction : Auteur
Y. Yusa
- Fonction : Auteur
Z.P. Zhang
- Fonction : Auteur
V. Zhilich
- Fonction : Auteur
V. Zhukova
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Résumé
We present the first measurements of branching fractions of rare tau-lepton decays, τ-→π-ντℓ+ℓ- (ℓ=e or μ), using a data sample corresponding to 562 fb-1 collected at a center-of-mass energy of 10.58 GeV with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+e- collider. The τ-→π-ντe+e- decay is observed for the first time with 7.0σ significance. The partial branching fraction determined by the structure-dependent mechanisms mediated by either a vector or an axial-vector current for the mass region Mπee>1.05 GeV/c2 is measured to be B(τ-→π-ντe+e-)[Mπ-e+e->1.05 GeV/c2]=(5.90±0.53±0.85±0.11)×10-6, where the first uncertainty is statistical, the second is systematic, and the third is due to model dependence. In the full phase space, due to the different detection efficiencies for the structure-dependent mechanisms mediated by axial-vector and vector currents, the branching fraction varies from BA(τ-→π-ντe+e-)=(1.46±0.13±0.21)×10-5 to BV(τ-→π-ντe+e-)=(3.01±0.27±0.43)×10-5, respectively. An upper limit is set on the branching fraction of the τ-→π-ντμ+μ- decay, B(τ-→π-ντμ+μ-)<1.14×10-5, at the 90% confidence level.
Mots clés
electron positron: annihilation
electron positron: colliding beams
tau: rare decay
tau: semileptonic decay
electron: pair production
muon: pair production
mass spectrum: (pi electron positron)
current: axial-vector
tau: branching ratio: measured
tau: branching ratio: upper limit
mediation
statistical
phase space
efficiency
BELLE
KEK-B
experimental results
tau- --> pi- neutrino/tau electron positron
tau- --> pi- neutrino/tau muon+ muon-
S035.349
S035.350