Searching for Prompt and Long-Lived Dark Photons in Electro-Produced $e^+e^-$ Pairs with the Heavy Photon Search Experiment at JLab
P.H. Adrian
,
N.A. Baltzell
,
M. Battaglieri
,
M. Bondí
,
S. Boyarinov
,
C. Bravo
,
S. Bueltmann
,
P. Butti
,
V.D. Burkert
,
D. Calvo
,
T. Cao
,
M. Carpinelli
,
A. Celentano
,
G. Charles
(1)
,
L. Colaneri
,
W. Cooper
,
C. Cuevas
,
A. d'Angelo
,
N. Dashyan
,
M. de Napoli
,
R. de Vita
,
A. Deur
,
M. Diamond
,
R. Dupre
(1)
,
H. Egiyan
,
L. Elouadrhiri
,
R. Essig
,
V. Fadeyev
,
C. Field
,
A. Filippi
,
A. Freyberger
,
M. Garçon
(2)
,
N. Gevorgyan
,
F.X. Girod
,
N. Graf
,
M. Graham
,
K.A. Griffioen
,
A. Grillo
,
M. Guidal
(1)
,
R. Herbst
,
M. Holtrop
,
J. Jaros
,
R.P. Johnson
,
G. Kalicy
,
M. Khandaker
,
V. Kubarovsky
,
E. Leonora
,
K. Livingston
,
L. Marsicano
,
T. Maruyama
,
S. Mccarty
,
J. Mccormick
,
B. Mckinnon
,
K. Moffeit
,
O. Moreno
,
C. Munoz Camacho
(1)
,
T. Nelson
,
S. Niccolai
(1)
,
A. Odian
,
M. Oriunno
,
M. Osipenko
,
R. Paremuzyan
,
S. Paul
,
N. Randazzo
,
B. Raydo
,
B. Reese
,
A. Rizzo
,
P. Schuster
,
Y.G. Sharabian
,
G. Simi
,
A. Simonyan
(1)
,
V. Sipala
,
A. Spellman
,
D. Sokhan
,
M. Solt
,
S. Stepanyan
,
H. Szumila-Vance
,
N. Toro
,
S. Uemura
,
M. Ungaro
,
H. Voskanyan
,
L.B. Weinstein
,
B. Wojtsekhowski
,
B. Yale
P.H. Adrian
- Fonction : Auteur
N.A. Baltzell
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B. Yale
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Résumé
The Heavy Photon Search experiment (HPS) at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility searches for electro-produced dark photons. We report results from the 2016 Engineering Run consisting of 10608/nb of data for both the prompt and displaced vertex searches. A search for a prompt resonance in the $e^+e^-$ invariant mass distribution between 39 and 179 MeV showed no evidence of dark photons above the large QED background, limiting the coupling of ϵ^2 ≥ 10^-5, in agreement with previous searches. The search for displaced vertices showed no evidence of excess signal over background in the masses between 60 and 150 MeV, but had insufficient luminosity to limit canonical heavy photon production. This is the first displaced vertex search result published by HPS. HPS has taken high-luminosity data runs in 2019 and 2021 that will explore new dark photon phase space.
Mots clés
electron: pair production
resonance: production
photon: heavy
photon: mass
photon: hidden sector
photon: electroproduction
quantum electrodynamics: background
HPS
mediation
coupling: (photon 2electron)
upper limit
neutral particle: long-lived
accelerator
engineering
Jefferson Lab
mass spectrum: (electron positron)
phase space
track data analysis: vertex
data analysis method
experimental results