Observation of $D^+_s\to η^\prime μ^+ν_μ$, Precision Test of Lepton Flavor Universality with $D^+_s\to η^{(\prime)} \ell^+ν_\ell$, and First Measurements of $D^+_s\to η^{(\prime)}μ^+ν_μ$ Decay Dynamics

作者：BESIII Collaboration, Ablikim, M., М. Н. Ачасов, P. Adlarson, R. Aliberti, A. Amoroso, M. R. An, Q. An, Bai, Y., O. Bakina, I. Balossino, Y. Ban, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, J. Bloms, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, Cai, X., A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Çetin, J. F. Chang, T. T. Chang, W. L. Chang, G. R. Che, G. Chelkov, C. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. J. Chen, Cheng, W. S., S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, S. C. Coen, F. Cossio, J. J. Cui, Dai, H. L., J. P. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. G. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, B. Ding, X. X. Ding, Y. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, S. X. Du, Z. H. Duan, P. Egorov, Y. L. Fan, J. Fang, S. S. Fang, Wenxing Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Kamil Leszek Fischer, M. Fritsch, C. Fritzsch, C. D. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Y. N. Gao, Yang Gao, S. Garbolino, I. Garzia, P. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. H. Gu, Y. T. Gu, C. Y. Guan, Z. L. Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, X. T. H., W. Y. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, T. Holtmann, P. C. Hong, G. Y. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, X. T. Huang, Y. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, W. Imoehl, M. Irshad, P. Jackson, S. Jaeger, S. Janchiv, J. H. Jeong, Q. P. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, Z. Jiao, P. C. Jiang, S. S. Jiang, T. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, T. Johansson, X. K., S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. L. Kang, X. S. Kang, R. Kappert, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, A. Khoukaz, R. Kiuchi, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuessner, A. Kupść, W. Kühn, J. J. Lane, J. S. Lange, P. Larin, A. Lavania, L. Lavezzi, T. T. Lei, Z. H. Lei, H. Leithoff, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, C. H. Li, Cheng Li, D. M. Li, Li Fei, G. Li, H. Li, Haoyang Li, H. J. Li, H. N. Li, Hui Li, J. R. Li, J. S. Li, J. W. Li, Ke Li, L. J Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, P. R. Li, S. X. Li, T. Li, Wei Li, W. G. Li, X. H. Li, Xiaoli Li, Xiaoyu Li, Y. G. Li, Z. J. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, H. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, J. Libby, A. Limphirat, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, D. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huanhuan Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, Ke Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. K. Liu, W. M. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. Q. Liu, X. C. Lou, F. X. Lu, H. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, F. C. Ma, H. L., J. L. Ma, L.L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Ma, X. Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, S. Maldaner, S. Malde, A. Mangoni, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, N. Yu. Muchnoi, Y. Nefedov, F. Nerling, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Niu, Y., S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, H. P. Peng, Κ. Peters, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, S. Pogodin, V. Prasad, F. Z. Qi, H. R. Qi, H. R. Qi, M. Qi, T. Y. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. J. Qin, L. Q. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, H. R. Qi, J. F. Qiu, S. Q. Qu, C. F. Redmer, K. J. Ren, A. Rivetti, V. Rodin, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, S. N. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Y. Shan, Shan, W., X. Y. Shan, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, H. C. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, Q. Q. Shi, R. S. Shi, X. Shi, J. J. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. J. Song, Y. X. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, Y. J. Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. K. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. T. Sun, Y. X. Tan, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, Q. T. Tao, M. Tat, J. X. Teng, V. Thoren, W. H. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, B. Wang, B. L. Wang, Bo Wang, C. W. Wang, D. Y. Wang, F. Wang, H. J. Wang, H. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, Meng Wang, Meng Wang, S. Wang, S. Wang, T. Wang, T. J. Wang, Wei Wang, Wei Wang, W. H. Wang, W. P. Wang, Xiongfei Wang, X. F. Wang, X. J. Wang, X. L. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. N. Wang, Y. Q. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Ziyi Wang, Z. L. Wang, Zhi-Guo Wang, Ziyi Wang, D. H. Wei, D. H. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, C. W. Wenzel, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, C. Wu, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, X. Wu, X. Wu, Y. Wu, Y. J. Wu, Z. Wu, Xia, L., X. M. Xian, T. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, S. Y. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, X. H. Xie, Y. H. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, C. F. Xu, C. J. Xu, G. F. Xu, Heng Xu, Q. Xu, W. L. Xu, X. P. Xu, Y. C. Xu, Z. P. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, X. Q. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, Tao Yang, Y. Yang, Y. F. Yang, Y. Yang, Yifan Yang, Z. W. Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, Yu Bai, C. X. Yu, G. Yu, T. Yu, X. D. Yu, C. Z. Yuan, L. Yuan, S. C. Yuan, X. Q. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, X. Zeng, Y. Zeng, Yu Zeng, X. Y. Zhai, Y. H. Zhan, A. Q. Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. Y. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jiawei Zhang, L. M. Zhang, L. Q. Zhang, Lei Zhang, P. Zhang, Q. Y. Zhang, Shuihan Zhang, Shulei Zhang, X. D. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Yan Zhang, Yao Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, Y. Zhao, Y. X. Zhao, Z. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, Y. Zheng, B. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, L. P. Zhou, X. K. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. Z. Zhou, J. Zhu, K. J. Zhu, K. J. Zhu, L. Zhu, L. Zhu, S. H. Zhu, S. Q. Zhu, T. J. Zhu, W. J. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, J. H. Zou, J. Zu · 发表于：arXiv (Cornell University) · 年份：2023 · DOI：10.48550/arxiv.2307.12852 · 被引用次数：1 · 研究领域：Particle physics theoretical and experimental studies、Quantum Chromodynamics and Particle Interactions、Computational Physics and Python Applications

By analyzing 7.33 fb$^{-1}$ of $e^+e^-$ annihilation data collected at center-of-mass energies between 4.128 and 4.226 GeV with the BESIII detector, we report the observation of the semileptonic decay $D^+_s\to η^\prime μ^+ν_μ$, with a statistical significance larger than 10$σ$, and the measurements of the $D_s^+ \to ημ^+ν_μ$ and $D_s^+ \to η^\primeμ^+ν_μ$ decay dynamics for the first time. The branching fractions of $D_s^+ \to ημ^+ν_μ$ and $D_s^+ \to η^\primeμ^+ν_μ$ are determined to be $(2.235\pm0.051_{\rm stat}\pm0.052_{\rm syst})\%$ and $(0.801\pm0.055_{\rm stat}\pm0.028_{\rm syst})\%$, respectively, with precision improved by factors of 6.0 and 6.6 compared to the previous best measurements. Combined with the results for the decays $D_s^+ \to ηe^+ν_e$ and $D_s^+ \to η^\prime e^+ν_e$, the ratios of the decay widths are examined both inclusively and in several $\ell^+ν_\ell$ four-momentum transfer ranges. No evidence for lepton flavor universality violation is found within the current statistics. The products of the hadronic form factors $f_{+,0}^{η^{(\prime)}}(0)$ and the $c\to s$ Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element $|V_{cs}|$ are determined. The results based on the two-parameter series expansion are $f^η_{+,0}(0)|V_{cs}| = 0.452\pm0.010_{\rm stat}\pm0.007_{\rm syst}$ and $f^{η^{\prime}}_{+,0}(0)|V_{cs}| = 0.504\pm0.037_{\rm stat}\pm0.012_{\rm syst}$, which help to constrain present models on $f_{+,0}^{η^{(\prime)}}(0)$. The forward-backward asymmetries are determin...