Search for Lepton-Flavor-Violating <math display="inline"><mi>τ</mi></math> Decays to a Lepton and an Invisible Boson at Belle II - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2023

Search for Lepton-Flavor-Violating τ Decays to a Lepton and an Invisible Boson at Belle II

I. Adachi , K. Adamczyk , L. Aggarwal , H. Ahmed , H. Aihara , N. Akopov , A. Aloisio , N. Anh Ky , D. M. Asner , T. Aushev , V. Aushev , H. Bae , S. Bahinipati , P. Bambade (1) , Sw. Banerjee , J. Baudot (2) , M. Bauer , A. Baur , A. Beaubien , J. Becker , P. K. Behera , J. V. Bennett , E. Bernieri , F. U. Bernlochner , V. Bertacchi (3) , M. Bertemes , E. Bertholet , M. Bessner , S. Bettarini , B. Bhuyan , F. Bianchi , T. Bilka , S. Bilokin , D. Biswas , D. Bodrov , A. Bolz , J. Borah , A. Bozek , M. Bračko , P. Branchini , T. E. Browder , A. Budano , S. Bussino , M. Campajola , L. Cao , G. Casarosa , C. Cecchi , M. -C. Chang , P. Chang , R. Cheaib , P. Cheema , V. Chekelian , Y. Q. Chen , B. G. Cheon , K. Chilikin , K. Chirapatpimol , H. -E. Cho , K. Cho , S. -J. Cho , S. -K. Choi , S. Choudhury , D. Cinabro , L. Corona , S. Cunliffe , S. Das , F. Dattola , E. De La Cruz-Burelo , S. A. de la Motte , G. De Nardo , M. de Nuccio , G. de Pietro , R. de Sangro , M. Destefanis , S. Dey , A. de Yta-Hernandez , R. Dhamija , A. Di Canto , F. Di Capua , J. Dingfelder , Z. Doležal , I. Domínguez Jiménez , T. V. Dong , M. Dorigo , K. Dort , D. Dossett , S. Dreyer , S. Dubey , G. Dujany (2) , P. Ecker , M. Eliachevitch , D. Epifanov , P. Feichtinger , T. Ferber , D. Ferlewicz , T. Fillinger , C. Finck (2) , G. Finocchiaro , K. Flood , A. Fodor , F. Forti , B. G. Fulsom , A. Gabrielli , E. Ganiev , M. Garcia-Hernandez , V. Gaur , A. Gaz , A. Gellrich , G. Ghevondyan , R. Giordano , A. Giri , A. Glazov , B. Gobbo , R. Godang , P. Goldenzweig , W. Gradl , S. Granderath , E. Graziani , D. Greenwald , Z. Gruberová , T. Gu , K. Gudkova , J. Guilliams , T. Hara , K. Hayasaka , H. Hayashii , S. Hazra , C. Hearty , I. Heredia de la Cruz , M. Hernández Villanueva , A. Hershenhorn , T. Higuchi , E. C. Hill , M. Hohmann , C. -L. Hsu , T. Humair , T. Iijima , K. Inami , G. Inguglia , N. Ipsita , A. Ishikawa , S. Ito , R. Itoh , M. Iwasaki , P. Jackson , W. W. Jacobs , D. E. Jaffe , E. -J. Jang , Q. P. Ji , S. Jia , Y. Jin , K. K. Joo , H. Junkerkalefeld , H. Kakuno , A. B. Kaliyar , J. Kandra , K. H. Kang , S. Kang , R. Karl , G. Karyan , C. Kiesling , C. -H. Kim , D. Y. Kim , K. -H. Kim , Y. -K. Kim , H. Kindo , K. Kinoshita , P. Kodyš , T. Koga , S. Kohani , K. Kojima , T. Konno , A. Korobov , S. Korpar , E. Kovalenko , R. Kowalewski , T. M. G. Kraetzschmar , P. Križan , P. Krokovny , T. Kuhr , J. Kumar , R. Kumar , K. Kumara , T. Kunigo , A. Kuzmin , Y. -J. Kwon , S. Lacaprara , T. Lam , L. Lanceri , J. S. Lange , M. Laurenza , K. Lautenbach (3) , R. Leboucher (3) , F. R. Le Diberder (1) , P. Leitl , P. M. Lewis , C. Li , L. K. Li , Y. B. Li , J. Libby , K. Lieret , Z. Liptak , Q. Y. Liu , D. Liventsev , S. Longo , A. Lozar , T. Lueck , T. Luo , C. Lyu , M. Maggiora , R. Maiti , S. Maity , R. Manfredi , E. Manoni , A. Manthei , S. Marcello , C. Marinas , L. Martel (2) , A. Martini , T. Martinov , L. Massaccesi , M. Masuda , T. Matsuda , K. Matsuoka , D. Matvienko , S. K. Maurya , J. A. Mckenna , F. Meier , M. Merola , F. Metzner , M. Milesi , C. Miller , K. Miyabayashi , R. Mizuk (1) , G. B. Mohanty , N. Molina-Gonzalez , S. Moneta , H. -G. Moser , M. Mrvar , R. Mussa , I. Nakamura , K. R. Nakamura , M. Nakao , H. Nakayama , Y. Nakazawa , A. Narimani Charan , M. Naruki , A. Natochii , L. Nayak , M. Nayak , G. Nazaryan , C. Niebuhr , N. K. Nisar , S. Nishida , S. Ogawa , H. Ono , Y. Onuki , P. Oskin (1) , P. Pakhlov , G. Pakhlova , A. Paladino , A. Panta , E. Paoloni , S. Pardi , K. Parham , H. Park , S. -H. Park , B. Paschen , A. Passeri , S. Patra , S. Paul , T. K. Pedlar , I. Peruzzi , R. Peschke , R. Pestotnik , F. Pham , M. Piccolo , L. E. Piilonen , G. Pinna Angioni , P. L. M. Podesta-Lerma , T. Podobnik , S. Pokharel , L. Polat (3) , C. Praz , S. Prell , E. Prencipe , M. T. Prim , H. Purwar , N. Rad , P. Rados , G. Raeuber , S. Raiz , A. Ramirez Morales , M. Reif , S. Reiter , M. Remnev , I. Ripp-Baudot (2) , G. Rizzo , S. H. Robertson , D. Rodríguez Pérez , J. M. Roney , A. Rostomyan , N. Rout , G. Russo , D. A. Sanders , S. Sandilya , A. Sangal , L. Santelj , Y. Sato , V. Savinov , B. Scavino , J. Schueler , C. Schwanda , Y. Seino , A. Selce , K. Senyo , J. Serrano (3) , M. E. Sevior , C. Sfienti , C. P. Shen , X. D. Shi , T. Shillington , J. -G. Shiu , B. Shwartz , A. Sibidanov , F. Simon , J. B. Singh , J. Skorupa , R. J. Sobie , A. Soffer , A. Sokolov , E. Solovieva , S. Spataro , B. Spruck , M. Starič , S. Stefkova , Z. S. Stottler , R. Stroili , J. Strube , Y. Sue , M. Sumihama , K. Sumisawa , W. Sutcliffe , S. Y. Suzuki , H. Svidras , M. Takizawa , U. Tamponi , K. Tanida , H. Tanigawa , F. Tenchini , A. Thaller (3) , R. Tiwary , D. Tonelli , E. Torassa , N. Toutounji , Karim Trabelsi (1) , M. Uchida , I. Ueda , Y. Uematsu , T. Uglov , K. Unger , Y. Unno , K. Uno , S. Uno , Y. Ushiroda , S. E. Vahsen , R. van Tonder , G. S. Varner , K. E. Varvell , A. Vinokurova , L. Vitale , V. Vobbilisetti (1) , H. M. Wakeling , E. Wang , M. -Z. Wang , X. L. Wang , A. Warburton , M. Watanabe , S. Watanuki , M. Welsch , C. Wessel , J. Wiechczynski , X. P. Xu , B. D. Yabsley , S. Yamada , W. Yan , S. B. Yang , H. Ye , J. Yelton , J. H. Yin , Y. M. Yook , K. Yoshihara , C. Z. Yuan , Y. Yusa , L. Zani (3) , Y. Zhang , V. Zhilich , Q. D. Zhou , X. Y. Zhou , V. I. Zhukova , R. Žlebčík
I. Adachi
K. Adamczyk
L. Aggarwal
H. Ahmed
H. Aihara
N. Akopov
A. Aloisio
N. Anh Ky
D. M. Asner
T. Aushev
V. Aushev
H. Bae
S. Bahinipati
Sw. Banerjee
J. Baudot
M. Bauer
A. Baur
A. Beaubien
J. Becker
P. K. Behera
J. V. Bennett
E. Bernieri
F. U. Bernlochner
M. Bertemes
E. Bertholet
M. Bessner
S. Bettarini
B. Bhuyan
F. Bianchi
T. Bilka
S. Bilokin
D. Biswas
D. Bodrov
A. Bolz
J. Borah
A. Bozek
M. Bračko
P. Branchini
T. E. Browder
A. Budano
S. Bussino
M. Campajola
L. Cao
G. Casarosa
C. Cecchi
M. -C. Chang
P. Chang
R. Cheaib
P. Cheema
V. Chekelian
Y. Q. Chen
B. G. Cheon
K. Chilikin
K. Chirapatpimol
H. -E. Cho
K. Cho
S. -J. Cho
S. -K. Choi
S. Choudhury
D. Cinabro
L. Corona
S. Cunliffe
S. Das
F. Dattola
E. De La Cruz-Burelo
S. A. de la Motte
G. De Nardo
M. de Nuccio
G. de Pietro
R. de Sangro
M. Destefanis
S. Dey
A. de Yta-Hernandez
R. Dhamija
A. Di Canto
F. Di Capua
J. Dingfelder
Z. Doležal
I. Domínguez Jiménez
T. V. Dong
M. Dorigo
K. Dort
D. Dossett
S. Dreyer
S. Dubey
G. Dujany
P. Ecker
M. Eliachevitch
D. Epifanov
P. Feichtinger
T. Ferber
D. Ferlewicz
T. Fillinger
C. Finck
G. Finocchiaro
K. Flood
A. Fodor
F. Forti
B. G. Fulsom
A. Gabrielli
E. Ganiev
M. Garcia-Hernandez
V. Gaur
A. Gaz
A. Gellrich
G. Ghevondyan
R. Giordano
A. Giri
A. Glazov
B. Gobbo
R. Godang
P. Goldenzweig
W. Gradl
S. Granderath
E. Graziani
D. Greenwald
Z. Gruberová
T. Gu
K. Gudkova
J. Guilliams
T. Hara
K. Hayasaka
H. Hayashii
S. Hazra
C. Hearty
I. Heredia de la Cruz
M. Hernández Villanueva
A. Hershenhorn
T. Higuchi
E. C. Hill
M. Hohmann
C. -L. Hsu
T. Humair
T. Iijima
K. Inami
G. Inguglia
N. Ipsita
A. Ishikawa
S. Ito
R. Itoh
M. Iwasaki
P. Jackson
W. W. Jacobs
D. E. Jaffe
E. -J. Jang
Q. P. Ji
S. Jia
Y. Jin
K. K. Joo
H. Junkerkalefeld
H. Kakuno
A. B. Kaliyar
J. Kandra
K. H. Kang
S. Kang
R. Karl
G. Karyan
C. Kiesling
C. -H. Kim
D. Y. Kim
K. -H. Kim
Y. -K. Kim
H. Kindo
K. Kinoshita
P. Kodyš
T. Koga
S. Kohani
K. Kojima
T. Konno
A. Korobov
S. Korpar
E. Kovalenko
R. Kowalewski
T. M. G. Kraetzschmar
P. Križan
P. Krokovny
T. Kuhr
J. Kumar
R. Kumar
K. Kumara
T. Kunigo
A. Kuzmin
Y. -J. Kwon
S. Lacaprara
T. Lam
L. Lanceri
J. S. Lange
M. Laurenza
P. Leitl
P. M. Lewis
C. Li
L. K. Li
Y. B. Li
J. Libby
K. Lieret
Z. Liptak
Q. Y. Liu
D. Liventsev
S. Longo
A. Lozar
T. Lueck
T. Luo
C. Lyu
M. Maggiora
R. Maiti
S. Maity
R. Manfredi
E. Manoni
A. Manthei
S. Marcello
C. Marinas
L. Martel
A. Martini
T. Martinov
L. Massaccesi
M. Masuda
T. Matsuda
K. Matsuoka
D. Matvienko
S. K. Maurya
J. A. Mckenna
F. Meier
M. Merola
F. Metzner
M. Milesi
C. Miller
K. Miyabayashi
G. B. Mohanty
N. Molina-Gonzalez
S. Moneta
H. -G. Moser
M. Mrvar
R. Mussa
I. Nakamura
K. R. Nakamura
M. Nakao
H. Nakayama
Y. Nakazawa
A. Narimani Charan
M. Naruki
A. Natochii
L. Nayak
M. Nayak
G. Nazaryan
C. Niebuhr
N. K. Nisar
S. Nishida
S. Ogawa
H. Ono
Y. Onuki
P. Pakhlov
G. Pakhlova
A. Paladino
A. Panta
E. Paoloni
S. Pardi
K. Parham
H. Park
S. -H. Park
B. Paschen
A. Passeri
S. Patra
S. Paul
T. K. Pedlar
I. Peruzzi
R. Peschke
R. Pestotnik
F. Pham
M. Piccolo
L. E. Piilonen
G. Pinna Angioni
P. L. M. Podesta-Lerma
T. Podobnik
S. Pokharel
L. Polat
C. Praz
S. Prell
E. Prencipe
M. T. Prim
H. Purwar
N. Rad
P. Rados
G. Raeuber
S. Raiz
A. Ramirez Morales
M. Reif
S. Reiter
M. Remnev
G. Rizzo
S. H. Robertson
D. Rodríguez Pérez
J. M. Roney
A. Rostomyan
N. Rout
G. Russo
D. A. Sanders
S. Sandilya
A. Sangal
L. Santelj
Y. Sato
V. Savinov
B. Scavino
J. Schueler
C. Schwanda
Y. Seino
A. Selce
K. Senyo
J. Serrano
M. E. Sevior
C. Sfienti
C. P. Shen
X. D. Shi
T. Shillington
J. -G. Shiu
B. Shwartz
A. Sibidanov
F. Simon
J. B. Singh
J. Skorupa
R. J. Sobie
A. Soffer
A. Sokolov
E. Solovieva
S. Spataro
B. Spruck
M. Starič
S. Stefkova
Z. S. Stottler
R. Stroili
J. Strube
Y. Sue
M. Sumihama
K. Sumisawa
W. Sutcliffe
S. Y. Suzuki
H. Svidras
M. Takizawa
U. Tamponi
K. Tanida
H. Tanigawa
F. Tenchini
R. Tiwary
D. Tonelli
E. Torassa
N. Toutounji
M. Uchida
I. Ueda
Y. Uematsu
T. Uglov
K. Unger
Y. Unno
K. Uno
S. Uno
Y. Ushiroda
S. E. Vahsen
R. van Tonder
G. S. Varner
K. E. Varvell
A. Vinokurova
L. Vitale
H. M. Wakeling
E. Wang
M. -Z. Wang
X. L. Wang
A. Warburton
M. Watanabe
S. Watanuki
M. Welsch
C. Wessel
J. Wiechczynski
X. P. Xu
B. D. Yabsley
S. Yamada
W. Yan
S. B. Yang
H. Ye
J. Yelton
J. H. Yin
Y. M. Yook
K. Yoshihara
C. Z. Yuan
Y. Yusa
L. Zani
Y. Zhang
V. Zhilich
Q. D. Zhou
X. Y. Zhou
V. I. Zhukova
R. Žlebčík

Résumé

We search for lepton-flavor-violating $\tau^-\to e^-\alpha$ and $\tau^-\to\mu^-\alpha$ decays, where $\alpha$ is an invisible spin-0 boson. The search uses electron-positron collisions at $10.58$ GeV center-of-mass energy with an integrated luminosity of $62.8$ fb$^{-1}$, produced by the SuperKEKB collider and collected with the Belle II detector. We search for an excess in the lepton-energy spectrum of the known $\tau^-\to e^-\bar\nu_e \nu_\tau$ and $\tau^-\to \mu^-\bar\nu_\mu \nu_\tau$ decays. We report 95\% confidence-level upper limits on the branching-fraction ratio ${\mathcal B}(\tau^-\to e^- \alpha) / {\mathcal B}(\tau^- \to e^- \bar\nu_e \nu_\tau)$ in the range $(1.1-9.7) \times 10^{-3}$ and on ${\mathcal B}(\tau^-\to \mu^- \alpha) / {\mathcal B}(\tau^- \to \mu^- \bar\nu_\mu \nu_\tau)$ in the range $(0.7-12.2) \times 10^{-3}$ for $\alpha$ masses between 0 and 1.6 GeV/c$^2$. These results provide the most stringent bounds on invisible boson production from $\tau$ decays.

Dates et versions

hal-04302788 , version 1 (23-11-2023)

Identifiants

Citer

I. Adachi, K. Adamczyk, L. Aggarwal, H. Ahmed, H. Aihara, et al.. Search for Lepton-Flavor-Violating τ Decays to a Lepton and an Invisible Boson at Belle II. Physical Review Letters, 2023, 130 (18), pp.181803. ⟨10.1103/PhysRevLett.130.181803⟩. ⟨hal-04302788⟩
16 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More