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τ→ μμμ at a rate of one out of 10¹⁴ tau decays?

Blackstone, P.; Fael, M. 1; Passemar, E.
1 Institut für Theoretische Teilchenphysik (TTP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

We present in a full analytic form the partial widths for the lepton flavour violating decays μ±→e±e+e− and τ±→ℓ±ℓ′+ℓ′−, with ℓ,ℓ′=μ,e, mediated by neutrino oscillations in the one-loop diagrams. Compared to the first result by Petcov (Sov J Nucl Phys 25:340, 1977), obtained in the zero momentum limit P≪mν≪MW, we retain full dependence on P, the momenta and masses of external particles, and we determine the branching ratios in the physical limit mν≪P≪MW. We show that the claim presented in Pham (Eur Phys J C8:513, 1999) that the τ→ℓℓ′ℓ′ branching ratios could be as large as 10−14, as a consequence of keeping the P dependence, is flawed. We find rates of order 10−55, even smaller than those obtained in the zero momentum limit, as the latter prediction contains an unphysical logarithmic enhancement.

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000120984
Veröffentlicht am 06.07.2020
DOI: 10.1140/epjc/s10052-020-8059-7
Zitationen: 13
Web of Science
Zitationen: 12
Zitationen: 11
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Theoretische Teilchenphysik (TTP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2020
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1434-6044, 1434-6052
KITopen-ID: 1000120984
Erschienen in The European physical journal / C
Verlag Springer Verlag
Band 80
Heft 6
Seiten 506
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 05.06.2020
Nachgewiesen in Scopus
Web of Science
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