Measurement of the branching fraction of leptonic decay Ds+ →τ+ντ via τ+ →π+π0 ν ¯ τ

Ablikim, M.; Achasov, M. ???N.; Adlarson, P.; Ahmed, S.; Albrecht, M.; Aliberti, R.; Amoroso, A.; M. ???R., An; An, Q.; Bai, X. ???H.; Bai, Y.; Bakina, O.; Baldini Ferroli, R.; Balossino, I.; Ban, Y.; Begzsuren, K.; Berger, N.; Bertani, M.; Bettoni, D.; Bianchi, F.; Bloms, J.; Bortone, A.; Boyko, I.; Briere, R. ???A.; Cai, H.; Cai, X.; Calcaterra, A.; Cao, G. ???F.; Cao, N.; Cetin, S. ???A.; Chang, J. ???F.; Chang, W. ???L.; Chelkov, G.; Chen, D. ???Y.; Chen, G.; Chen, H. ???S.; Chen, M. ???L.; Chen, S. ???J.; Chen, X. ???R.; Chen, Y. ???B.; Chen, Z. ???J.; Cheng, W. ???S.; Cibinetto, G.; Cossio, F.; Cui, X. ???F.; Dai, H. ???L.; Dai, X. ???C.; Dbeyssi, A.; de Boer, R. ???E.; 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.; Dong, X.; S. ???X., Du; Fan, Y. ???L.; Fang, J.; Fang, S. ???S.; Fang, Y.; Farinelli, R.; Fava, L.; Feldbauer, F.; Felici, G.; Feng, C. ???Q.; Feng, J. ???H.; Fritsch, M.; C. ???D., Fu; Gao, Y.; Gao, Y.; Gao, Y.; Gao, Y. ???G.; Garzia, I.; P. ???T., Ge; Geng, C.; Gersabeck, E. ???M.; Gilman, A.; Goetzen, K.; Gong, L.; Gong, W. ???X.; Gradl, W.; Greco, M.; L. ???M., Gu; M. ???H., Gu; Gu, S.; Y. ???T., Gu; Guan, C. ???Y.; Guo, A. ???Q.; Guo, L. ???B.; Guo, R. ???P.; Guo, Y. ???P.; Guskov, A.; Han, T. ???T.; Han, W. ???Y.; Hao, X. ???Q.; Harris, F. ???A.; K. ???L., He; Heinsius, F. ???H.; Heinz, C. ???H.; Held, T.; Heng, Y. ???K.; Herold, C.; Himmelreich, M.; Holtmann, T.; Hou, G. ???Y.; Hou, Y. ???R.; Hou, Z. ???L.; H. ???M., Hu; J. ???F., Hu; Hu, T.; Hu, Y.; Huang, G. ???S.; Huang, L. ???Q.; Huang, X. ???T.; Huang, Y. ???P.; Huang, Z.; Hussain, T.; H??sken, N.; Ikegami Andersson, W.; Imoehl, W.; Irshad, M.; Jaeger, S.; Janchiv, S.; Ji, Q.; Q. ???P., Ji; X. ???B., Ji; X. ???L., Ji; Y. ???Y., Ji; Jiang, H. ???B.; Jiang, X. ???S.; Jiao, J. ???B.; Jiao, Z.; Jin, S.; Jin, Y.; Jing, M. ???Q.; Johansson, T.; Kalantar-Nayestanaki, N.; Kang, X. ???S.; Kappert, R.; Kavatsyuk, M.; B. ???C., Ke; Keshk, I. ???K.; Khoukaz, A.; Kiese, P.; Kiuchi, R.; Kliemt, R.; Koch, L.; Kolcu, O. ???B.; Kopf, B.; Kuemmel, M.; Kuessner, M.; Kupsc, A.; Kurth, M. ???G.; K??hn, W.; Lane, J. ???J.; Lange, J. ???S.; Larin, P.; Lavania, A.; Lavezzi, L.; Lei, Z. ???H.; Leithoff, H.; Lellmann, M.; Lenz, T.; Li, C.; C. ???H., Li; Cheng, Li; D. ???M., Li; Li, F.; Li, G.; Li, H.; Li, H.; H. ???B., Li; H. ???J., Li; J. ???L., Li; J. ???Q., Li; J. ???S., Li; Ke, Li; L. ???K., Li; Lei, Li; P. ???R., Li; S. ???Y., Li; W. ???D., Li; W. ???G., Li; X. ???H., Li; X. ???L., Li; Xiaoyu, Li; Z. ???Y., Li; Liang, H.; Liang, H.; Liang, H.; Liang, Y. ???F.; Liang, Y. ???T.; Liao, G. ???R.; Liao, L. ???Z.; Libby, J.; Lin, C. ???X.; Liu, B. ???J.; Liu, C. ???X.; Liu, D.; Liu, F. ???H.; Fang, Liu; Feng, Liu; Liu, H. ???B.; Liu, H. ???M.; Huanhuan, Liu; Huihui, Liu; Liu, J. ???B.; Liu, J. ???L.; Liu, J. ???Y.; Liu, K.; Liu, K. ???Y.; Liu, L.; Liu, M. ???H.; Liu, P. ???L.; Liu, Q.; Liu, Q.; Liu, S. ???B.; Shuai, Liu; Liu, T.; Liu, W. ???M.; Liu, X.; Liu, Y.; Liu, Y. ???B.; Liu, Z. ???A.; Liu, Z. ???Q.; Lou, X. ???C.; F. ???X., Lu; H. ???J., Lu; J. ???D., Lu; J. ???G., Lu; X. ???L., Lu; Lu, Y.; Y. ???P., Lu; Luo, C. ???L.; Luo, M. ???X.; Luo, P. ???W.; Luo, T.; Luo, X. ???L.; Lyu, X. ???R.; F. ???C., Ma; H. ???L., Ma; L. ???L., Ma; M. ???M., Ma; Q. ???M., Ma; R. ???Q., Ma; R. ???T., Ma; X. ???X., Ma; X. ???Y., Ma; Maas, F. ???E.; Maggiora, M.; Maldaner, S.; Malde, S.; Malik, Q. ???A.; Mangoni, A.; Mao, Y. ???J.; Mao, Z. ???P.; Marcello, S.; Meng, Z. ???X.; Messchendorp, J. ???G.; Mezzadri, G.; Min, T. ???J.; Mitchell, R. ???E.; X. ???H., Mo; Y. ???J., Mo; Muchnoi, N. ???Yu.; Muramatsu, H.; Nakhoul, S.; Nefedov, Y.; Nerling, F.; Nikolaev, I. ???B.; Ning, Z.; Nisar, S.; Olsen, S. ???L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Pan, X.; Pan, Y.; Pathak, A.; Pathak, A.; Patteri, P.; Pelizaeus, M.; Peng, H. ???P.; Peters, K.; Pettersson, J.; Ping, J. ???L.; Ping, R. ???G.; Poling, R.; Prasad, V.; Qi, H.; H. ???R., Qi; K. ???H., Qi; Qi, M.; T. ???Y., Qi; Qian, S.; Qian, W. ???B.; Qian, Z.; Qiao, C. ???F.; Qin, L. ???Q.; Qin, X. ???P.; Qin, X. ???S.; Qin, Z. ???H.; Qiu, J. ???F.; S. ???Q., Qu; Rashid, K. ???H.; Ravindran, K.; Redmer, C. ???F.; Rivetti, A.; Rodin, V.; Rolo, M.; Rong, G.; Rosner, Ch.; Rump, M.; Sang, H. ???S.; Sarantsev, A.; Schelhaas, Y.; Schnier, C.; Schoenning, K.; Scodeggio, M.; Shan, D. ???C.; Shan, W.; Shan, X. ???Y.; Shangguan, J. ???F.; Shao, M.; Shen, C. ???P.; Shen, H. ???F.; Shen, P. ???X.; Shen, X. ???Y.; Shi, H. ???C.; Shi, R. ???S.; Shi, X.; Shi, X. ???D.; Song, J. ???J.; Song, W. ???M.; Song, Y. ???X.; Sosio, S.; Spataro, S.; K. ???X., Su; P. ???P., Su; Sui, F. ???F.; Sun, G. ???X.; Sun, H. ???K.; Sun, J. ???F.; Sun, L.; Sun, S. ???S.; Sun, T.; Sun, W. ???Y.; Sun, W. ???Y.; Sun, X.; Sun, Y. ???J.; Sun, Y. ???K.; Sun, Y. ???Z.; Sun, Z. ???T.; Tan, Y. ???H.; Tan, Y. ???X.; Tang, C. ???J.; Tang, G. ???Y.; Tang, J.; Teng, J. ???X.; Thoren, V.; Tian, W. ???H.; Tian, Y. ???T.; Uman, I.; Wang, B.; Wang, C. ???W.; Wang, D. ???Y.; Wang, H. ???J.; Wang, H. ???P.; Wang, K.; Wang, L. ???L.; Wang, M.; Wang, M. ???Z.; Meng, Wang; Wang, W.; Wang, W. ???H.; Wang, W. ???P.; Wang, X.; Wang, X. ???F.; Wang, X. ???L.; Wang, Y.; Wang, Y.; Wang, Y. ???D.; Wang, Y. ???F.; Wang, Y. ???Q.; Wang, Y. ???Y.; Wang, Z.; Wang, Z. ???Y.; Ziyi, Wang; Zongyuan, Wang; Wei, D. ???H.; Weidner, F.; Wen, S. ???P.; White, D. ???J.; Wiedner, U.; Wilkinson, G.; Wolke, M.; Wollenberg, L.; J. ???F., Wu; L. ???H., Wu; L. ???J., Wu; Wu, X.; Wu, Z.; Xia, L.; Xiao, H.; Xiao, S. ???Y.; Xiao, Z. ???J.; Xie, X. ???H.; Xie, Y. ???G.; Xie, Y. ???H.; Xing, T. ???Y.; G. ???F., Xu; Q. ???J., Xu; Xu, W.; X. ???P., Xu; Y. ???C., Xu; Yan, F.; Yan, L.; Yan, W. ???B.; Yan, W. ???C.; Yan, Xu; Yang, H. ???J.; Yang, H. ???X.; Yang, L.; Yang, S. ???L.; Yang, Y. ???X.; Yifan, Yang; Zhi, Yang; Ye, M.; M. ???H., Ye; Yin, J. ???H.; You, Z. ???Y.; B. ???X., Yu; C. ???X., Yu; Yu, G.; J. ???S., Yu; Yu, T.; Yuan, C. ???Z.; Yuan, L.; Yuan, X. ???Q.; Yuan, Y.; Yuan, Z. ???Y.; Yue, C. ???X.; Zafar, A. ???A.; Zeng Zeng, X.; Zeng, Y.; Zhang, A. ???Q.; Zhang, B. ???X.; Guangyi, Zhang; Zhang, H.; Zhang, H. ???H.; Zhang, H. ???H.; Zhang, H. ???Y.; Zhang, J. ???J.; Zhang, J. ???L.; Zhang, J. ???Q.; Zhang, J. ???W.; Zhang, J. ???Y.; Zhang, J. ???Z.; Jianyu, Zhang; Jiawei, Zhang; Zhang, L. ???M.; Zhang, L. ???Q.; Lei, Zhang; Zhang, S.; Zhang, S. ???F.; Shulei, Zhang; Zhang, X. ???D.; Zhang, X. ???Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y. ???T.; Zhang, Y. ???H.; Yan, Zhang; Yao, Zhang; Zhang, Z. ???H.; Zhang, Z. ???Y.; Zhao, G.; Zhao, J.; Zhao, J. ???Y.; Zhao, J. ???Z.; Lei, Zhao; Ling, Zhao; Zhao, M. ???G.; Zhao, Q.; Zhao, S. ???J.; Zhao, Y. ???B.; Zhao, Y. ???X.; Zhao, Z. ???G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. ???P.; Zheng, Y.; Zheng, Y. ???H.; Zhong, B.; Zhong, C.; Zhou, L. ???P.; Zhou, Q.; Zhou, X.; Zhou, X. ???K.; Zhou, X. ???R.; Zhou, X. ???Y.; Zhu, A. ???N.; Zhu, J.; Zhu, K.; Zhu, K. ???J.; Zhu, S. ???H.; Zhu, T. ???J.; Zhu, W. ???J.; Zhu, W. ???J.; Zhu, Y. ???C.; Zhu, Z. ???A.; Zou, B. ???S.; Zou, J. ???H.

doi:10.1103/physrevd.104.032001

By analyzing 6.32 fb-1 of e+e- annihilation data collected at the center-of-mass energies between 4.178 and 4.226 GeV with the BESIII detector, we determine the branching fraction of the leptonic decay Ds+→τ+ντ, with τ+→π+π0ν¯τ, to be BDs+→τ+ντ=(5.29±0.25stat±0.20syst)%. We estimate the product of the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element |Vcs| and the Ds+ decay constant fDs+ to be fDs+|Vcs|=(244.8±5.8stat±4.8syst) MeV, using the known values of the τ+ and Ds+ masses as well as the Ds+ lifetime, together with our branching fraction measurement. Combining the value of |Vcs| obtained from a global fit in the standard model and fDs+ from lattice quantum chromodynamics, we obtain fDs+=(251.6±5.9stat±4.9syst) MeV and |Vcs|=0.980±0.023stat±0.019syst. Using the branching fraction of BDs+→μ+νμ=(5.35±0.21)×10-3, we obtain the ratio of the branching fractions BDs+→τ+ντ/BDs+→μ+νμ=9.89±0.71, which is consistent with the standard model prediction of lepton flavor universality.