Measurement of the Michel parameters and the $\nu_\tau$ helicity in $\tau$ lepton decays

The ALEPH Collaboration; A. Heister; S. Schael; R. Barate; I. De Bonis; D. Decamp; C. Goy; J.-P. Lees; E. Merle; M.-N. Minard; B. Pietrzyk; S. Bravo; M.P. Casado; M. Chmeissani; J.M. Crespo; E. Fernandez; M. Fernandez-Bosman; Ll. Garrido; E. Graugés; M. Martinez; G. Merino; R. Miquel; Ll.M. Mir; A. Pacheco; H. Ruiz; A. Colaleo; D. Creanza; M. de Palma; G. Iaselli; G. Maggi; M. Maggi; S. Nuzzo; A. Ranieri; G. Raso; F. Ruggieri; G. Selvaggi; L. Silvestris; P. Tempesta; A. Tricomi; G. Zito; X. Huang; J. Lin; Q. Ouyang; T. Wang; Y. Xie; R. Xu; S. Xue; J. Zhang; L. Zhang; W. Zhao; D. Abbaneo; P. Azzurri; G. Boix; O. Buchmüller; M. Cattaneo; F. Cerutti; B. Clerbaux; G. Dissertori; H. Drevermann; R.W. Forty; M. Frank; T.C. Greening; J.B. Hansen; J. Harvey; P. Janot; B. Jost; M. Kado; P. Mato; A. Moutoussi; F. Ranjard; L. Rolandi; D. Schlatter; O. Schneider; W. Tejessy; F. Teubert; E. Tournefier; J. Ward; Z. Ajaltouni; F. Badaud; A. Falvard; P. Gay; P. Henrard; J. Jousset; B. Michel; S. Monteil; J-C. Montret; D. Pallin; P. Perret; F. Podlyski; J.D. Hansen; J.R. Hansen; P.H. Hansen; B.S. Nilsson; A. Wäänänen; A. Kyriakis; C. Markou; E. Simopoulou; A. Vayaki; K. Zachariadou; A. Blondel; G. Bonneaud; J.-C. Brient; A. Rougé; M. Rumpf; M. Swynghedauw; M. Verderi; H. Videau; V. Ciulli; E. Focardi; G. Parrini; A. Antonelli; M. Antonelli; G. Bencivenni; G. Bologna; F. Bossi; P. Campana; G. Capon; V. Chiarella; P. Laurelli; G. Mannocchi; F. Murtas; G.P. Murtas; L. Passalacqua; M. Pepe-Altarelli; P. Spagnolo; A.W. Halley; J.G. Lynch; P. Negus; V. O'Shea; C. Raine; A.S. Thompson; S. Wasserbaech; R. Cavanaugh; S. Dhamotharan; C. Geweniger; P. Hanke; G. Hansper; V. Hepp; E.E. Kluge; A. Putzer; J. Sommer; K. Tittel; S. Werner; M. Wunsch; R. Beuselinck; D.M. Binnie; W. Cameron; P.J. Dornan; M. Girone; N. Marinelli; J.K. Sedgbeer; J.C. Thompson; V.M. Ghete; P. Girtler; E. Kneringer; D. Kuhn; G. Rudolph; E. Bouhova-Thacker; C.K. Bowdery; A.J. Finch; F. Foster; G. Hughes; R.W.L. Jones; M.R. Pearson; N.A. Robertson; I. Giehl; K. Jakobs; K. Kleinknecht; G. Quast; B. Renk; E. Rohne; H.-G. Sander; H. Wachsmuth; C. Zeitnitz; A. Bonissent; J. Carr; P. Coyle; O. Leroy; P. Payre; D. Rousseau; M. Talby; M. Aleppo; F. Ragusa; A. David; H. Dietl; G. Ganis; K. Hüttmann; G. Lütjens; C. Mannert; W. Männer; H.-G. Moser; R. Settles; H. Stenzel; W. Wiedenmann; G. Wolf; J. Boucrot; O. Callot; M. Davier; L. Duflot; J.-F. Grivaz; Ph. Heusse; A. Jacholkowska; J. Lefrançois; J.-J. Veillet; I. Videau; C. Yuan; G. Bagliesi; T. Boccali; G. Calderini; L. Foà; A. Giammanco; A. Giassi; F. Ligabue; A. Messineo; F. Palla; G. Sanguinetti; A. Sciabà; G. Sguazzoni; R. Tenchini; A. Venturi; P.G. Verdini; G.A. Blair; G. Cowan; M.G. Green; T. Medcalf; A. Misiejuk; J.A. Strong; P. Teixeira-Dias; J.H. von Wimmersperg-Toeller; R.W. Clifft; T.R. Edgecock; P.R. Norton; I.R. Tomalin; B. Bloch-Devaux; P. Colas; S. Emery; W. Kozanecki; E. Lançon; M.-C. Lemaire; E. Locci; P. Perez; J. Rander; J.-F. Renardy; A. Roussarie; J.-P. Schuller; J. Schwindling; A. Trabelsi; B. Vallage; N. Konstantinidis; A.M. Litke; G. Taylor; C.N. Booth; S. Cartwright; F. Combley; M. Lehto; L.F. Thompson; K. Affholderbach; A. Böhrer; S. Brandt; C. Grupen; A. Ngac; G. Prange; U. Sieler; G. Giannini; J. Rothberg; S.R. Armstrong; K. Cranmer; P. Elmer; D.P.S. Ferguson; Y. Gao; S. González; O.J. Hayes; H. Hu; S. Jin; J. Kile; P.A. McNamara III; J. Nielsen; W. Orejudos; Y.B. Pan; Y. Saadi; I.J. Scott; J. Walsh; Sau Lan Wu; X. Wu; G. Zobernig

doi:doi:10.1007/s100520100813

2021 Impact factor 4.991

Particles and Fields

Eur. Phys. J. C 22, 217-230 (2001)
DOI: 10.1007/s100520100813

Measurement of the Michel parameters and the $\nu_\tau$ helicity in $\tau$ lepton decays

The ALEPH Collaboration¹, A. Heister¹, S. Schael¹, R. Barate², I. De Bonis², D. Decamp², C. Goy², J.-P. Lees², E. Merle², M.-N. Minard², B. Pietrzyk², S. Bravo³, M.P. Casado³, M. Chmeissani³, J.M. Crespo³, E. Fernandez³, M. Fernandez-Bosman³, Ll. Garrido³, E. Graugés³, M. Martinez³, G. Merino³, R. Miquel³, Ll.M. Mir³, A. Pacheco³, H. Ruiz³, A. Colaleo⁴, D. Creanza⁴, M. de Palma⁴, G. Iaselli⁴, G. Maggi⁴, M. Maggi⁴, S. Nuzzo⁴, A. Ranieri⁴, G. Raso⁴, F. Ruggieri⁴, G. Selvaggi⁴, L. Silvestris⁴, P. Tempesta⁴, A. Tricomi⁴, G. Zito⁴, X. Huang⁵, J. Lin⁵, Q. Ouyang⁵, T. Wang⁵, Y. Xie⁵, R. Xu⁵, S. Xue⁵, J. Zhang⁵, L. Zhang⁵, W. Zhao⁵, D. Abbaneo⁶, P. Azzurri⁶, G. Boix⁶, O. Buchmüller⁶, M. Cattaneo⁶, F. Cerutti⁶, B. Clerbaux⁶, G. Dissertori⁶, H. Drevermann⁶, R.W. Forty⁶, M. Frank⁶, T.C. Greening⁶, J.B. Hansen⁶, J. Harvey⁶, P. Janot⁶, B. Jost⁶, M. Kado⁶, P. Mato⁶, A. Moutoussi⁶, F. Ranjard⁶, L. Rolandi⁶, D. Schlatter⁶, O. Schneider⁶, W. Tejessy⁶, F. Teubert⁶, E. Tournefier⁶, J. Ward⁶, Z. Ajaltouni⁷, F. Badaud⁷, A. Falvard⁷, P. Gay⁷, P. Henrard⁷, J. Jousset⁷, B. Michel⁷, S. Monteil⁷, J-C. Montret⁷, D. Pallin⁷, P. Perret⁷, F. Podlyski⁷, J.D. Hansen⁸, J.R. Hansen⁸, P.H. Hansen⁸, B.S. Nilsson⁸, A. Wäänänen⁸, A. Kyriakis⁹, C. Markou⁹, E. Simopoulou⁹, A. Vayaki⁹, K. Zachariadou⁹, A. Blondel¹⁰, G. Bonneaud¹⁰, J.-C. Brient¹⁰, A. Rougé¹⁰, M. Rumpf¹⁰, M. Swynghedauw¹⁰, M. Verderi¹⁰, H. Videau¹⁰, V. Ciulli¹¹, E. Focardi¹¹, G. Parrini¹¹, A. Antonelli¹², M. Antonelli¹², G. Bencivenni¹², G. Bologna¹², F. Bossi¹², P. Campana¹², G. Capon¹², V. Chiarella¹², P. Laurelli¹², G. Mannocchi¹², F. Murtas¹², G.P. Murtas¹², L. Passalacqua¹², M. Pepe-Altarelli¹², P. Spagnolo¹², A.W. Halley¹³, J.G. Lynch¹³, P. Negus¹³, V. O'Shea¹³, C. Raine¹³, A.S. Thompson¹³, S. Wasserbaech¹⁴, R. Cavanaugh¹⁵, S. Dhamotharan¹⁵, C. Geweniger¹⁵, P. Hanke¹⁵, G. Hansper¹⁵, V. Hepp¹⁵, E.E. Kluge¹⁵, A. Putzer¹⁵, J. Sommer¹⁵, K. Tittel¹⁵, S. Werner¹⁵, M. Wunsch¹⁵, R. Beuselinck¹⁶, D.M. Binnie¹⁶, W. Cameron¹⁶, P.J. Dornan¹⁶, M. Girone¹⁶, N. Marinelli¹⁶, J.K. Sedgbeer¹⁶, J.C. Thompson¹⁶, V.M. Ghete¹⁷, P. Girtler¹⁷, E. Kneringer¹⁷, D. Kuhn¹⁷, G. Rudolph¹⁷, E. Bouhova-Thacker¹⁸, C.K. Bowdery¹⁸, A.J. Finch¹⁸, F. Foster¹⁸, G. Hughes¹⁸, R.W.L. Jones¹⁸, M.R. Pearson¹⁸, N.A. Robertson¹⁸, I. Giehl¹⁹, K. Jakobs¹⁹, K. Kleinknecht¹⁹, G. Quast¹⁹, B. Renk¹⁹, E. Rohne¹⁹, H.-G. Sander¹⁹, H. Wachsmuth¹⁹, C. Zeitnitz¹⁹, A. Bonissent²⁰, J. Carr²⁰, P. Coyle²⁰, O. Leroy²⁰, P. Payre²⁰, D. Rousseau²⁰, M. Talby²⁰, M. Aleppo²¹, F. Ragusa²¹, A. David²², H. Dietl²², G. Ganis²², K. Hüttmann²², G. Lütjens²², C. Mannert²², W. Männer²², H.-G. Moser²², R. Settles²², H. Stenzel²², W. Wiedenmann²², G. Wolf²², J. Boucrot²³, O. Callot²³, M. Davier²³, L. Duflot²³, J.-F. Grivaz²³, Ph. Heusse²³, A. Jacholkowska²³, J. Lefrançois²³, J.-J. Veillet²³, I. Videau²³, C. Yuan²³, G. Bagliesi²⁴, T. Boccali²⁴, G. Calderini²⁴, L. Foà²⁴, A. Giammanco²⁴, A. Giassi²⁴, F. Ligabue²⁴, A. Messineo²⁴, F. Palla²⁴, G. Sanguinetti²⁴, A. Sciabà²⁴, G. Sguazzoni²⁴, R. Tenchini²⁴, A. Venturi²⁴, P.G. Verdini²⁴, G.A. Blair²⁵, G. Cowan²⁵, M.G. Green²⁵, T. Medcalf²⁵, A. Misiejuk²⁵, J.A. Strong²⁵, P. Teixeira-Dias²⁵, J.H. von Wimmersperg-Toeller²⁵, R.W. Clifft²⁶, T.R. Edgecock²⁶, P.R. Norton²⁶, I.R. Tomalin²⁶, B. Bloch-Devaux²⁷, P. Colas²⁷, S. Emery²⁷, W. Kozanecki²⁷, E. Lançon²⁷, M.-C. Lemaire²⁷, E. Locci²⁷, P. Perez²⁷, J. Rander²⁷, J.-F. Renardy²⁷, A. Roussarie²⁷, J.-P. Schuller²⁷, J. Schwindling²⁷, A. Trabelsi²⁷, B. Vallage²⁷, N. Konstantinidis²⁸, A.M. Litke²⁸, G. Taylor²⁸, C.N. Booth²⁹, S. Cartwright²⁹, F. Combley²⁹, M. Lehto²⁹, L.F. Thompson²⁹, K. Affholderbach³⁰, A. Böhrer³⁰, S. Brandt³⁰, C. Grupen³⁰, A. Ngac³⁰, G. Prange³⁰, U. Sieler³⁰, G. Giannini³¹, J. Rothberg³², S.R. Armstrong³³, K. Cranmer³³, P. Elmer³³, D.P.S. Ferguson³³, Y. Gao³³, S. González³³, O.J. Hayes³³, H. Hu³³, S. Jin³³, J. Kile³³, P.A. McNamara III³³, J. Nielsen³³, W. Orejudos³³, Y.B. Pan³³, Y. Saadi³³, I.J. Scott³³, J. Walsh³³, Sau Lan Wu³³, X. Wu³³ and G. Zobernig³³

¹ Physikalisches Institut das RWTH-Aachen, 52056 Aachen, Germany
² Laboratoire de Physique des Particules (LAPP), IN ²P ³-CNRS, 74019 Annecy-le-Vieux Cedex, France
³ Institut de Física d'Altes Energies, Universitat Autònoma de Barcelona, 08193 Bellaterra (Barcelona), Spain
⁴ Dipartimento di Fisica, INFN Sezione di Bari, 70126 Bari, Italy
⁵ Institute of High Energy Physics, Academia Sinica, Beijing, P.R. China
⁶ European Laboratory for Particle Physics (CERN), 1211 Geneva 23, Switzerland
⁷ Laboratoire de Physique Corpusculaire, Université Blaise Pascal, IN ²P ³-CNRS, Clermont-Ferrand, 63177 Aubière, France
⁸ Niels Bohr Institute, 2100 Copenhagen, Denmark
⁹ Nuclear Research Center Demokritos (NRCD), 15310 Attiki, Greece
¹⁰ Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies, Ecole Polytechnique, IN ²P ³-CNRS, Palaiseau Cedex, France
¹¹ Dipartimento di Fisica, Università di Firenze, INFN Sezione di Firenze, 50125 Firenze, Italy
¹² Laboratori Nazionali dell'INFN (LNF-INFN), 00044 Frascati, Italy
¹³ Department of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK
¹⁴ Department of Physics, Haverford College, Haverford, PA 19041-1392, USA
¹⁵ Kirchhoff-Institut für Physik, Universität Heidelberg, 69120 Heidelberg, Germany
¹⁶ Department of Physics, Imperial College, London SW7 2BZ, UK
¹⁷ Institut für Experimentalphysik, Universität Innsbruck, 6020 Innsbruck, Austria
¹⁸ Department of Physics, University of Lancaster, Lancaster LA1 4YB, UK
¹⁹ Institut für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz, Germany
²⁰ Centre de Physique des Particules, Université de la Méditerranée, IN ²P ³-CNRS, 13288 Marseille, France
²¹ Dipartimento di Fisica, Università di Milano e INFN Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
²² Max-Planck-Institut für Physik, Werner-Heisenberg-Institut, 80805 München, Germany
²³ Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire, Université de Paris-Sud, IN ²P ³-CNRS, 91898 Orsay Cedex, France
²⁴ Dipartimento di Fisica dell'Università, INFN Sezione di Pisa, e Scuola Normale Superiore, 56010 Pisa, Italy
²⁵ Department of Physics, Royal Holloway & Bedford New College, University of London, Egham, Surrey TW20 OEX, UK
²⁶ Particle Physics Dept., Rutherford Appleton Laboratory, Chilton, Didcot, Oxon OX11 OQX, UK
²⁷ CEA, DAPNIA/Service de Physique des Particules, CE-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
²⁸ Institute for Particle Physics, University of California at Santa Cruz, Santa Cruz, CA 95064, USA
²⁹ Department of Physics, University of Sheffield, Sheffield S3 7RH, UK
³⁰ Fachbereich Physik, Universität Siegen, 57068 Siegen, Germany
³¹ Dipartimento di Fisica, Università di Trieste e INFN Sezione di Trieste, 34127 Trieste, Italy
³² Experimental Elementary Particle Physics, University of Washington, Seattle, WA 98195, USA
³³ Department of Physics, University of Wisconsin, Madison, WI 53706, USA

(Received: 21 May 2001 / Published online: 5 November 2001 - © Springer-Verlag / Società Italiana di Fisica 2001 )

Abstract
A measurement of the Michel parameters and the average $\nu_\tau$ helicity in $\tau$ lepton decays is described. The data was collected with the ALEPH detector at LEP during the years 1991 to 1995. A total integrated luminosity of 155 $\text{pb}^{-1}$ is analysed. The Michel parameters $\rho_l$ , $\xi_l$ , $(\xi\delta)_l$ ( $l=e,\mu$ ), and $\eta_\mu$ are determined for the leptonic decays, and the chirality parameters $\xi_\pi$ , $\xi_\rho$ , and $\xi_{a_1}$ for the hadronic final states. Under the assumptions of e- $\mu$ universality and $\xi_\pi=\xi_\rho=\xi_{a_1}$ , the values $\rho_l=0.742\pm 0.016, \eta_l=0.012\pm 0.026, (\xi\delta)_l=0.776\pm 0.051, \xi_l=0.986\pm 0.074$ , and $\xi_h=0.992\pm 0.011$ are obtained. No significant deviation is observed from the Standard Model assumption of the structure of the charged weak interaction.