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Article dans une revue Phys.Lett.B Année : 2024

Search for Dark Photons with the FASER detector at the LHC

Henso Abreu , John Anders , Claire Antel , Akitaka Ariga , Tomoko Ariga , Jeremy Atkinson , Florian U Bernlochner , Tobias Boeckh , Jamie Boyd , Lydia Brenner , Franck Cadoux , David W Casper , Charlotte Cavanagh , Xin Chen , Andrea Coccaro , Monica d'Onofrio , Ansh Desai , Sergey Dmitrievsky , Candan Dozen (1) , Yannick Favre , Deion Fellers , Jonathan L Feng , Carlo Alberto Fenoglio , Didier Ferrere , Iftah Galon , Stephen Gibson , Sergio Gonzalez-Sevilla , Yuri Gornushkin , Carl Gwilliam , Daiki Hayakawa , Shih-Chieh Hsu , Zhen Hu , Giuseppe Iacobucci , Tomohiro Inada , Sune Jakobsen , Hans Joos , Enrique Kajomovitz , Hiroaki Kawahara , Alex Keyken , Felix Kling , Daniela Köck , Umut Kose , Rafaella Kotitsa , Susanne Kuehn , Helena Lefebvre , Lorne Levinson , Ke Li , Jinfeng Liu , Jack Macdonald , Chiara Magliocca , Fulvio Martinelli , Josh Mcfayden , Sam Meehan , Matteo Milanesio , Théo Moretti , Magdalena Munker , Mitsuhiro Nakamura , Toshiyuki Nakano , Friedemann Neuhaus , Laurie Nevay , Ken Ohashi , Hidetoshi Otono , Hao Pang , Lorenzo Paolozzi , Brian Petersen , Markus Prim , Michaela Queitsch-Maitland , Hiroki Rokujo , Elisa Ruiz-Choliz , Jorge Sabater-Iglesias , Jakob Salfeld-Nebgen , Osamu Sato , Paola Scampoli , Kristof Schmieden , Matthias Schott , Anna Sfyrla , Savannah Shively , Yosuke Takubo , Noshin Tarannum , Ondrej Theiner , Eric Torrence , Sebastian Trojanowski , Svetlana Vasina , Benedikt Vormwald , Di Wang , Eli Welch , Samuel Zahorec , Stefano Zambito
Henso Abreu
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John Anders
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Claire Antel
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Akitaka Ariga
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Tomoko Ariga
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Jeremy Atkinson
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Florian U Bernlochner
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Tobias Boeckh
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Jamie Boyd
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Lydia Brenner
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Franck Cadoux
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David W Casper
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Charlotte Cavanagh
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Xin Chen
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Andrea Coccaro
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Monica d'Onofrio
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Ansh Desai
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Sergey Dmitrievsky
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Yannick Favre
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Deion Fellers
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Jonathan L Feng
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Carlo Alberto Fenoglio
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Didier Ferrere
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Iftah Galon
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Stephen Gibson
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Sergio Gonzalez-Sevilla
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Yuri Gornushkin
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Carl Gwilliam
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Daiki Hayakawa
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Shih-Chieh Hsu
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Zhen Hu
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Giuseppe Iacobucci
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Tomohiro Inada
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Sune Jakobsen
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Hans Joos
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Enrique Kajomovitz
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Hiroaki Kawahara
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Alex Keyken
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Felix Kling
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Daniela Köck
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Umut Kose
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Rafaella Kotitsa
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Susanne Kuehn
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Helena Lefebvre
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Lorne Levinson
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Ke Li
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Jack Macdonald
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Chiara Magliocca
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Sam Meehan
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Matteo Milanesio
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Mitsuhiro Nakamura
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Toshiyuki Nakano
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Friedemann Neuhaus
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Hiroki Rokujo
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Jorge Sabater-Iglesias
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Jakob Salfeld-Nebgen
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Osamu Sato
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Paola Scampoli
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Kristof Schmieden
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Matthias Schott
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Anna Sfyrla
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Savannah Shively
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Yosuke Takubo
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Noshin Tarannum
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Ondrej Theiner
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Eric Torrence
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Sebastian Trojanowski
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Svetlana Vasina
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Benedikt Vormwald
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Di Wang
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Eli Welch
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Samuel Zahorec
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Stefano Zambito
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Résumé

The FASER experiment at the LHC is designed to search for light, weakly-interacting particles produced in proton-proton collisions at the ATLAS interaction point that travel in the far-forward direction. The first results from a search for dark photons decaying to an electron-positron pair, using a dataset corresponding to an integrated luminosity of 27.0 fb$^{-1}$ collected at center-of-mass energy $\sqrt{s} = 13.6$ TeV in 2022 in LHC Run 3, are presented. No events are seen in an almost background-free analysis, yielding world-leading constraints on dark photons with couplings $\epsilon \sim 2 \times 10^{-5} - 1 \times 10^{-4}$ and masses $\sim$ 17 MeV - 70 MeV. The analysis is also used to probe the parameter space of a massive gauge boson from a U(1)$_{B-L}$ model, with couplings $g_{B-L} \sim 5 \times 10^{-6} - 2 \times 10^{-5}$ and masses $\sim$ 15 MeV - 40 MeV excluded for the first time.
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Dates et versions

hal-04185351, version 1 (22-08-2023)

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Citer

Henso Abreu, John Anders, Claire Antel, Akitaka Ariga, Tomoko Ariga, et al.. Search for Dark Photons with the FASER detector at the LHC. Phys.Lett.B, 2024, 848, pp.138378. ⟨10.1016/j.physletb.2023.138378⟩. ⟨hal-04185351⟩
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Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
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