# Test of lepton universality with $B^{0} \rightarrow   K^{*0}\ell^{+}\ell^{-}$ decays

**Authors:** LHCb collaboration: R. Aaij, B. Adeva, M. Adinolfi, Z. Ajaltouni, S., Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, S. Ali, G. Alkhazov, P. Alvarez, Cartelle, A.A. Alves Jr, S. Amato, S. Amerio, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini,, G. Andreassi, M. Andreotti, J.E. Andrews, R.B. Appleby, F. Archilli, P., d'Argent, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, G. Auriemma,, M. Baalouch, I. Babuschkin, S. Bachmann, J.J. Back, A. Badalov, C. Baesso, S., Baker, V. Balagura, W. Baldini, A. Baranov, R.J. Barlow, C. Barschel, S., Barsuk, W. Barter, F. Baryshnikov, M. Baszczyk, V. Batozskaya, V. Battista,, A. Bay, L. Beaucourt, J. Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J., Bel, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G., Bencivenni, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff,, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M.-O. Bettler, M. van Beuzekom, Ia., Bezshyiko, S. Bifani, P. Billoir, A. Birnkraut, A. Bitadze, A. Bizzeti, T., Blake, F. Blanc, J. Blouw, S. Blusk, V. Bocci, T. Boettcher, A. Bondar, N., Bondar, W. Bonivento, I. Bordyuzhin, A. Borgheresi, S. Borghi, M. Borisyak,, M. Borsato, M. Borysova, F. Bossu, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, E. Bowen, C., Bozzi, S. Braun, T. Britton, J. Brodzicka, E. Buchanan, C. Burr, A. Bursche,, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, R. Calladine, M., Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, D.H. Campora Perez, L., Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L., Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, L. Cassina, L. Castillo Garcia, M., Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, D. Chamont, M. Charles, Ph. Charpentier, G., Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, S. Chen, S.F. Cheung, V. Chobanova, M., Chrzaszcz, A. Chubykin, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P.E.L. Clarke, M., Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, V. Cogoni,, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, A. Comerma-Montells, A. Contu, A. Cook,, G. Coombs, S. Coquereau, G. Corti, M. Corvo, C.M. Costa Sobral, B. Couturier,, G.A. Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, S. Cunliffe, R. Currie,, C. D'Ambrosio, F. Da Cunha Marinho, E. Dall'Occo, J. Dalseno, A. Davis, O. De, Aguiar Francisco, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J.M. De Miranda, L., De Paula, M. De Serio, P. De Simone, C.T. Dean, D. Decamp, M. Deckenhoff, L., Del Buono, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D. Derkach, O. Deschamps,, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di Nezza, H. Dijkstra, F. Dordei, M., Dorigo, A. Dosil Su\'arez, L. Douglas, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour,, G. Dujany, K. Dungs, P. Durante, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A., Dzyuba, N. D\'el\'eage, S. Easo, M. Ebert, U. Egede, V. Egorychev, S., Eidelman, S. Eisenhardt, U. Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, S., Esen, H.M. Evans, T. Evans, A. Falabella, N. Farley, S. Farry, R. Fay, D., Fazzini, L. Federici, D. Ferguson, G. Fernandez, P. Fernandez Declara, A., Fernandez Prieto, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M. Ferro-Luzzi, S., Filippov, R.A. Fini, M. Fiore, M. Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T., Fiutowski, F. Fleuret, K. Fohl, M. Fontana, F. Fontanelli, D.C. Forshaw, R., Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk, E. Furfaro, C., F\"arber, E. Gabriel, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S., Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garc\'ia, Pardi\~nas, J. Garra Tico, L. Garrido, P.J. Garsed, D. Gascon, C. Gaspar, L., Gavardi, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, Ph., Ghez, S. Gian`{\i}, V. Gibson, O.G. Girard, L. Giubega, K. Gizdov, V.V., Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov, C. Gotti, E., Govorkova, R. Graciani Diaz, L.A. Granado Cardoso, E. Graug\'es, E., Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P. Griffith, L. Grillo, L., Gruber, B.R. Gruberg Cazon, O. Gr\"unberg, E. Gushchin, Yu. Guz, T. Gys, C., G\"obel, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines,, B. Hamilton, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S.T. Harnew, J., Harrison, M. Hatch, J. He, T. Head, A. Heister, K. Hennessy, P. Henrard, L., Henry, E. van Herwijnen, M. He{\ss}, A. Hicheur, D. Hill, C. Hombach, P.H., Hopchev, Z.-C. Huard, W. Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft,, M. Idzik, P. Ilten, R. Jacobsson, J. Jalocha, E. Jans, A. Jawahery, F. Jiang,, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M., Karacson, J.M. Kariuki, S. Karodia, M. Kecke, M. Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel,, E. Khairullin, B. Khanji, C. Khurewathanakul, T. Kirn, S. Klaver, K., Klimaszewski, T. Klimkovich, S. Koliiev, M. Kolpin, I. Komarov, R. Kopecna,, P. Koppenburg, A. Kosmyntseva, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L. Kravchuk, M., Kreps, P. Krokovny, F. Kruse, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V., Kudryavtsev, A.K. Kuonen, K. Kurek, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G., Lafferty, A. Lai, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R., Le Gac, J. van Leerdam, A. Leflat, J. Lefran\c{c}ois, R. Lef\`evre, F., Lemaitre, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, T. Li, Y. Li, Z., Li, T. Likhomanenko, R. Lindner, F. Lionetto, X. Liu, D. Loh, I. Longstaff,, J.H. Lopes, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, H. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O., Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, B. Maddock, O. Maev, K., Maguire, S. Malde, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, P., Manning, D. Marangotto, J. Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi, C. Marin, Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks, G. Martellotti, M. Martin, M., Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, D. Martins Tostes, L.M., Massacrier, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, C. Matteuzzi, A., Mauri, E. Maurice, B. Maurin, A. Mazurov, M. McCann, A. McNab, R. McNulty, B., Meadows, F. Meier, D. Melnychuk, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A., Milanes, M.-N. Minard, D.S. Mitzel, A. Mogini, J. Molina Rodriguez, I.A., Monroy, S. Monteil, M. Morandin, M.J. Morello, O. Morgunova, J. Moron, A.B., Morris, R. Mountain, F. Muheim, M. Mulder, M. Mussini, D. M\"uller, J., M\"uller, K. M\"uller, V. M\"uller, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A., Nandi, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, M. Neuner,, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, T. Nikodem, A., Nogay, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R., Oldeman, C.J.G. Onderwater, A. Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, P. Owen, A., Oyanguren, P.R. Pais, A. Palano, M. Palutan, A. Papanestis, M. Pappagallo,, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A., Pastore, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe, Altarelli, S. Perazzini, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A. Petrolini,, A. Petrov, M. Petruzzo, E. Picatoste Olloqui, B. Pietrzyk, M. Pikies, D., Pinci, A. Pistone, A. Piucci, V. Placinta, S. Playfer, M. Plo Casasus, T., Poikela, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo,, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D. Popov, S. Poslavskii, C. Potterat, E., Price, J. Prisciandaro, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro, G. Punzi, W., Qian, R. Quagliani, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas,, M.S. Rangel, I. Raniuk, F. Ratnikov, G. Raven, M. Ravonel Salzgeber, M., Reboud, F. Redi, S. Reichert, A.C. dos Reis, C. Remon Alepuz, V. Renaudin, S., Ricciardi, S. Richards, M. Rihl, K. Rinnert, V. Rives Molina, P. Robbe, A.B., Rodrigues, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, P. Rodriguez Perez, A., Rogozhnikov, S. Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J.W., Ronayne, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, P. Ruiz Valls, J.J. Saborido, Silva, E. Sadykhov, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, D., Sanchez Gonzalo, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria,, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, G. Sarpis, A. Sarti, C., Satriano, A. Satta, D.M. Saunders, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M., Schiller, H. Schindler, M. Schlupp, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt,, O. Schneider, A. Schopper, H.F. Schreiner, K. Schubert, M. Schubiger, M.-H., Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, A. Sergi, N., Serra, J. Serrano, L. Sestini, P. Seyfert, M. Shapkin, I. Shapoval, Y., Shcheglov, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, B.G. Siddi, R. Silva, Coutinho, L. Silva de Oliveira, G. Simi, S. Simone, M. Sirendi, N. Skidmore,, T. Skwarnicki, E. Smith, I.T. Smith, J. Smith, M. Smith, l. Soares Lavra,, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, B. Souza De Paula, B. Spaan, P. Spradlin, S., Sridharan, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O., Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, H. Stevens, S. Stone, B. Storaci, S., Stracka, M.E. Stramaglia, M. Straticiuc, U. Straumann, L. Sun, W. Sutcliffe,, K. Swientek, V. Syropoulos, M. Szczekowski, T. Szumlak, M. Szymanski, S., T'Jampens, A. Tayduganov, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, J., van Tilburg, M.J. Tilley, V. Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D., Tonelli, S. Topp-Joergensen, F. Toriello, R. Tourinho Jadallah Aoude, E., Tournefier, S. Tourneur, K. Trabelsi, M. Traill, M.T. Tran, M. Tresch, A., Trisovic, A. Tsaregorodtsev, P. Tsopelas, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A., Ustyuzhanin, U. Uwer, C. Vacca, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat,, G. Valenti, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, M. van Veghel,, J.J. Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano, A. Venkateswaran, T.A. Verlage, M., Vernet, M. Vesterinen, J.V. Viana Barbosa, B. Viaud, D. Vieira, M. Vieites, Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, M. Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, B., Voneki, A. Vorobyev, V. Vorobyev, C. Vo{\ss}, J.A. de Vries, C. V\'azquez, Sierra, R. Waldi, C. Wallace, R. Wallace, J. Walsh, J. Wang, D.R. Ward, H.M., Wark, N.K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, M. Whitehead, J. Wicht, G., Wilkinson, M. Wilkinson, M. Williams, M.P. Williams, M. Williams, T., Williams, F.F. Wilson, J. Wimberley, M.A. Winn, J. Wishahi, W. Wislicki, M., Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K. Wraight, K. Wyllie, Y. Xie, Z. Xu, Z., Yang, Z. Yang, Y. Yao, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski,, M. Zavertyaev, L. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov,, J.B. Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1705.05802 · 2017-08-23

## TL;DR

This paper measures the ratio of branching fractions for B0 decays to K*0 and lepton pairs to test lepton universality, finding results slightly below Standard Model predictions with the most precise data to date.

## Contribution

First precise measurement of R_{K^{*0}} in two q^2 regions, providing new constraints on lepton universality tests using LHCb data.

## Key findings

- Results are compatible with Standard Model within 2.1-2.5 sigma.
- Measured ratios are approximately 0.66 and 0.69 in two q^2 regions.
- Most precise measurements of R_{K^{*0}} to date.

## Abstract

A test of lepton universality, performed by measuring the ratio of the branching fractions of the $B^{0} \rightarrow K^{*0}\mu^{+}\mu^{-}$ and $B^{0} \rightarrow K^{*0}e^{+}e^{-}$ decays, $R_{K^{*0}}$, is presented. The $K^{*0}$ meson is reconstructed in the final state $K^{+}\pi^{-}$, which is required to have an invariant mass within 100$\mathrm{\,MeV}c^2$ of the known $K^{*}(892)^{0}$ mass. The analysis is performed using proton-proton collision data, corresponding to an integrated luminosity of about 3$\mathrm{\,fb}^{-1}$, collected by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7 and 8$\mathrm{\,TeV}$. The ratio is measured in two regions of the dilepton invariant mass squared, $q^{2}$, to be \begin{eqnarray*} R_{K^{*0}} = \begin{cases} 0.66~^{+~0.11}_{-~0.07}\mathrm{\,(stat)} \pm 0.03\mathrm{\,(syst)} & \textrm{for } 0.045 < q^{2} < 1.1~\mathrm{\,GeV^2}c^4 \, , \\ 0.69~^{+~0.11}_{-~0.07}\mathrm{\,(stat)} \pm 0.05\mathrm{\,(syst)} & \textrm{for } 1.1\phantom{00} < q^{2} < 6.0~\mathrm{\,GeV^2}c^4 \, . \end{cases} \end{eqnarray*} The corresponding 95.4\% confidence level intervals are $[0.52, 0.89]$ and $[0.53, 0.94]$. The results, which represent the most precise measurements of $R_{K^{*0}}$ to date, are compatible with the Standard Model expectations at the level of 2.1--2.3 and 2.4--2.5 standard deviations in the two $q^{2}$ regions, respectively.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1705.05802/full.md

## Figures

38 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1705.05802/full.md

## References

59 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1705.05802/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1705.05802