Abstract
A search for lepton-flavor-violating Z → eτ and Z → μτ decays with pp collision data recorded by the ATLAS detector at the LHC is presented. This analysis uses 139 fb-1 of Run 2 pp collisions at √s = 13 TeV and is combined with the results of a similar ATLAS search in the final state in which the τ lepton decays hadronically, using the same data set as well as Run 1 data. The addition of leptonically decaying τ leptons significantly improves the sensitivity reach for Z → ℓτ decays. The Z → ℓτ branching fractions are constrained in this analysis to B(Z → eτ) < 7.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 7.2 × 10-6 at 95% confidence level. The combination with the previously published analyses sets the strongest constraints to date: B(Z → eτ) < 5.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 6.5 × 10-6 at 95% confidence level.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 271801 |
| Pages (from-to) | 271801-1-271801-20 |
| Number of pages | 20 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 127 |
| Issue number | 27 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 31 Dec 2021 |
| Externally published | Yes |
Bibliographical note
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In: Physical Review Letters, Vol. 127, No. 27, 271801, 31.12.2021, p. 271801-1-271801-20.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for lepton-flavor violation in Z-boson decays with τ leptons with the ATLAS detector
AU - ATLAS Collaboration
AU - Aad, G.
AU - Abbott, B.
AU - Abbott, D. C.
AU - Abed Abud, A.
AU - Abeling, K.
AU - Abhayasinghe, D. K.
AU - Abidi, S. H.
AU - Abramowicz, H.
AU - Abreu, H.
AU - Abulaiti, Y.
AU - Abusleme Hoffman, A. C.
AU - Acharya, B. S.
AU - Achkar, B.
AU - Adam, L.
AU - Adam Bourdarios, C.
AU - Adamczyk, L.
AU - Adamek, L.
AU - Adelman, J.
AU - Adiguzel, A.
AU - Adorni, S.
AU - Adye, T.
AU - Affolder, A. A.
AU - Afik, Y.
AU - Agapopoulou, C.
AU - Agaras, M. N.
AU - Agarwala, J.
AU - Aggarwal, A.
AU - Agheorghiesei, C.
AU - Aguilar-Saavedra, J. A.
AU - Ahmad, A.
AU - Ahmadov, F.
AU - Ahmed, W. S.
AU - Ai, X.
AU - Aielli, G.
AU - Akatsuka, S.
AU - Akbiyik, M.
AU - Åkesson, T. P.A.
AU - Akimov, A. V.
AU - Al Khoury, K.
AU - Alberghi, G. L.
AU - Albert, J.
AU - Alconada Verzini, M. J.
AU - Alderweireldt, S.
AU - Aleksa, M.
AU - Aleksandrov, I. N.
AU - Alexa, C.
AU - Alexopoulos, T.
AU - Alfonsi, A.
AU - Alfonsi, F.
AU - Alhroob, M.
AU - Ali, B.
AU - Ali, S.
AU - Aliev, M.
AU - Alimonti, G.
AU - Allaire, C.
AU - Allbrooke, B. M.M.
AU - Allport, P. P.
AU - Aloisio, A.
AU - Alonso, F.
AU - Alpigiani, C.
AU - Alunno Camelia, E.
AU - Alvarez Estevez, M.
AU - Alviggi, M. G.
AU - Amaral Coutinho, Y.
AU - Ambler, A.
AU - Ambroz, L.
AU - Amelung, C.
AU - Amidei, D.
AU - Amor Dos Santos, S. P.
AU - Amoroso, S.
AU - Amrouche, C. S.
AU - Anastopoulos, C.
AU - Andari, N.
AU - Andeen, T.
AU - Anders, J. K.
AU - Andrean, S. Y.
AU - Andreazza, A.
AU - Andrei, V.
AU - Angelidakis, S.
AU - Angerami, A.
AU - Anisenkov, A. V.
AU - Annovi, A.
AU - Antel, C.
AU - Anthony, M. T.
AU - Antipov, E.
AU - Antonelli, M.
AU - Antrim, D. J.A.
AU - Anulli, F.
AU - Aoki, M.
AU - Aparisi Pozo, J. A.
AU - Aparo, M. A.
AU - Aperio Bella, L.
AU - Aranzabal, N.
AU - Araujo Ferraz, V.
AU - Arcangeletti, C.
AU - Arce, A. T.H.
AU - Arena, E.
AU - Arguin, J. F.
AU - Argyropoulos, S.
AU - Arling, J. H.
AU - Armbruster, A. J.
AU - Armstrong, A.
AU - Arnaez, O.
AU - Arnold, H.
AU - Arrubarrena Tame, Z. P.
AU - Artoni, G.
AU - Asada, H.
AU - Asai, K.
AU - Asai, S.
AU - Asbah, N. A.
AU - Asimakopoulou, E. M.
AU - Asquith, L.
AU - Assahsah, J.
AU - Assamagan, K.
AU - Astalos, R.
AU - Atkin, R. J.
AU - Atkinson, M.
AU - Atlay, N. B.
AU - Atmani, H.
AU - Atmasiddha, P. A.
AU - Augsten, K.
AU - Auricchio, S.
AU - Austrup, V. A.
AU - Avner, G.
AU - Avolio, G.
AU - Ayoub, M. K.
AU - Azuelos, G.
AU - Babal, D.
AU - Bachacou, H.
AU - Bachas, K.
AU - Backman, F.
AU - Badea, A.
AU - Bagnaia, P.
AU - Bahrasemani, H.
AU - Bailey, A. J.
AU - Bailey, V. R.
AU - Baines, J. T.
AU - Bakalis, C.
AU - Baker, O. K.
AU - Bakker, P. J.
AU - Bakos, E.
AU - Bakshi Gupta, D.
AU - Balaji, S.
AU - Balasubramanian, R.
AU - Baldin, E. M.
AU - Balek, P.
AU - Ballabene, E.
AU - Balli, F.
AU - Balunas, W. K.
AU - Balz, J.
AU - Banas, E.
AU - Bandieramonte, M.
AU - Bandyopadhyay, A.
AU - Barak, L.
AU - Barberio, E. L.
AU - Barberis, D.
AU - Barbero, M.
AU - Barbour, G.
AU - Barends, K. N.
AU - Barillari, T.
AU - Barisits, M. S.
AU - Barkeloo, J.
AU - Barklow, T.
AU - Barnett, B. M.
AU - Barnett, R. M.
AU - Baroncelli, A.
AU - Barone, G.
AU - Barr, A. J.
AU - Barranco Navarro, L.
AU - Barreiro, F.
AU - Barreiro Guimarães Da Costa, J.
AU - Barron, U.
AU - Barsov, S.
AU - Bartels, F.
AU - Bartoldus, R.
AU - Bartolini, G.
AU - Barton, A. E.
AU - Bartos, P.
AU - Basalaev, A.
AU - Basan, A.
AU - Bashta, I.
AU - Bassalat, A.
AU - Basso, M. J.
AU - Basson, C. R.
AU - Bates, R. L.
AU - Batlamous, S.
AU - Batley, J. R.
AU - Batool, B.
AU - Battaglia, M.
AU - Bauce, M.
AU - Bauer, F.
AU - Bauer, P.
AU - Bawa, H. S.
AU - Bayirli, A.
AU - Beacham, J. B.
AU - Beau, T.
AU - Beauchemin, P. H.
AU - Becherer, F.
AU - Bechtle, P.
AU - Beck, H. P.
AU - Becker, K.
AU - Becot, C.
AU - Beddall, A. J.
AU - Bednyakov, V. A.
AU - Bee, C. P.
AU - Beermann, T. A.
AU - Begalli, M.
AU - Begel, M.
AU - Behera, A.
AU - Behr, J. K.
AU - Beirao Da Cruz E Silva, C.
AU - Beirer, J. F.
AU - Beisiegel, F.
AU - Belfkir, M.
AU - Bella, G.
AU - Bellagamba, L.
AU - Bellerive, A.
AU - Bellos, P.
AU - Beloborodov, K.
AU - Belotskiy, K.
AU - Belyaev, N. L.
AU - Benchekroun, D.
AU - Benhammou, Y.
AU - Benjamin, D. P.
AU - Benoit, M.
AU - Bensinger, J. R.
AU - Bentvelsen, S.
AU - Beresford, L.
AU - Beretta, M.
AU - Berge, D.
AU - Bergeaas Kuutmann, E.
AU - Berger, N.
AU - Bergmann, B.
AU - Bergsten, L. J.
AU - Beringer, J.
AU - Berlendis, S.
AU - Bernardi, G.
AU - Bernius, C.
AU - Bernlochner, F. U.
AU - Berry, T.
AU - Berta, P.
AU - Berthold, A.
AU - Bertram, I. A.
AU - Bessidskaia Bylund, O.
AU - Bethke, S.
AU - Betti, A.
AU - Bevan, A. J.
AU - Bhatta, S.
AU - Bhattacharya, D. S.
AU - Shojaii, J.
N1 - Copyright the Author(s) 2021. Version archived for private and non-commercial use with the permission of the author/s and according to publisher conditions. For further rights please contact the publisher.
PY - 2021/12/31
Y1 - 2021/12/31
N2 - A search for lepton-flavor-violating Z → eτ and Z → μτ decays with pp collision data recorded by the ATLAS detector at the LHC is presented. This analysis uses 139 fb-1 of Run 2 pp collisions at √s = 13 TeV and is combined with the results of a similar ATLAS search in the final state in which the τ lepton decays hadronically, using the same data set as well as Run 1 data. The addition of leptonically decaying τ leptons significantly improves the sensitivity reach for Z → ℓτ decays. The Z → ℓτ branching fractions are constrained in this analysis to B(Z → eτ) < 7.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 7.2 × 10-6 at 95% confidence level. The combination with the previously published analyses sets the strongest constraints to date: B(Z → eτ) < 5.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 6.5 × 10-6 at 95% confidence level.
AB - A search for lepton-flavor-violating Z → eτ and Z → μτ decays with pp collision data recorded by the ATLAS detector at the LHC is presented. This analysis uses 139 fb-1 of Run 2 pp collisions at √s = 13 TeV and is combined with the results of a similar ATLAS search in the final state in which the τ lepton decays hadronically, using the same data set as well as Run 1 data. The addition of leptonically decaying τ leptons significantly improves the sensitivity reach for Z → ℓτ decays. The Z → ℓτ branching fractions are constrained in this analysis to B(Z → eτ) < 7.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 7.2 × 10-6 at 95% confidence level. The combination with the previously published analyses sets the strongest constraints to date: B(Z → eτ) < 5.0 × 10-6 and B(Z → μτ) < 6.5 × 10-6 at 95% confidence level.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85123457439&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.127.271801
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M3 - Article
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SN - 0031-9007
VL - 127
SP - 271801-1-271801-20
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
IS - 27
M1 - 271801
ER -