Search for a Dark Photon and an Invisible Dark Higgs Boson in <math display="inline"><msup><mi>μ</mi><mo>+</mo></msup><msup><mi>μ</mi><mo>-</mo></msup></math> and Missing Energy Final States with the Belle II Experiment - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2023

Search for a Dark Photon and an Invisible Dark Higgs Boson in μ+μ- and Missing Energy Final States with the Belle II Experiment

F. Abudinén , I. Adachi , L. Aggarwal , H. Aihara , N. Akopov , A. Aloisio , N. Anh Ky , D. M. Asner , H. Atmacan , T. Aushev , V. Aushev , V. Babu (1) , S. Bahinipati , P. Bambade (2) , Sw. Banerjee , S. Bansal , J. Baudot (1) , A. Baur , A. Beaubien , J. Becker , P. K. Behera , J. V. Bennett , E. Bernieri , F. U. Bernlochner , M. Bertemes , E. Bertholet , M. Bessner , B. Bhuyan , F. Bianchi , T. Bilka , D. Biswas , A. Bobrov , D. Bodrov , A. Bolz , A. Bozek , M. Bračko , P. Branchini , T. E. Browder , A. Budano , S. Bussino , M. Campajola , G. Casarosa , C. Cecchi , V. Chekelian , C. Chen , 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 , F. Dattola , G. de Marino , 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 (1) , P. Ecker , M. Eliachevitch , D. Epifanov , P. Feichtinger , T. Ferber , D. Ferlewicz , T. Fillinger , C. Finck (1) , G. Finocchiaro , K. Flood , A. Fodor , F. Forti , A. Frey , B. G. Fulsom , E. Ganiev , M. Garcia-Hernandez , V. Gaur , A. Gaz , A. Gellrich , R. Giordano , A. Giri , B. Gobbo , R. Godang , P. Goldenzweig , W. Gradl , S. Granderath , E. Graziani , D. Greenwald , T. Gu , K. Gudkova , J. Guilliams , C. Hadjivasiliou , K. Hara , T. Hara , K. Hayasaka , H. Hayashii , S. Hazra , C. Hearty , M. T. Hedges , I. Heredia de la Cruz , M. Hernández Villanueva , A. Hershenhorn , T. Higuchi , E. C. Hill , M. Hoek , M. Hohmann , C. -L. Hsu , 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 , H. Junkerkalefeld , H. Kakuno , A. B. Kaliyar , J. Kandra , K. H. Kang , R. Karl , G. Karyan , T. Kawasaki , C. Ketter , H. Kichimi , C. Kiesling , C. -H. Kim , D. Y. Kim , K. -H. Kim , Y. -K. Kim , 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 , R. Kumar , K. Kumara , T. Kunigo , Y. -J. Kwon , S. Lacaprara , Y. -T. Lai , T. Lam , J. S. Lange , M. Laurenza , R. Leboucher (3) , S. C. Lee , L. K. Li , Y. B. Li , J. Libby , K. Lieret , Q. Y. Liu , D. Liventsev , S. Longo , A. Lozar , T. Lueck , C. Lyu , M. Maggiora , R. Maiti , S. Maity , R. Manfredi , E. Manoni , S. Marcello , C. Marinas , L. Martel (1) , A. Martini , L. Massaccesi , M. Masuda , K. Matsuoka , J. A. Mckenna , F. Meier , M. Merola , F. Metzner , M. Milesi , C. Miller , K. Miyabayashi , G. B. Mohanty , N. Molina-Gonzalez , S. Moneta , H. Moon , M. Mrvar , I. Nakamura , K. R. Nakamura , M. Nakao , H. Nakayama , A. Narimani Charan , M. Naruki , Z. Natkaniec , A. Natochii , L. Nayak , M. Nayak , N. K. Nisar , S. Nishida , K. Nishimura , S. Ogawa , H. Ono , P. Oskin (2) , G. Pakhlova , A. Paladino , A. Panta , S. Pardi , K. Parham , H. Park , S. -H. Park , A. Passeri , S. Patra , S. Paul , T. K. Pedlar , 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 , S. Raiz , A. Ramirez Morales , M. Reif , S. Reiter , M. Remnev , I. Ripp-Baudot (1) , G. Rizzo , S. H. Robertson , D. Rodríguez Pérez , J. M. Roney , A. Rostomyan , N. Rout , D. Sahoo , D. A. Sanders , S. Sandilya , L. Santelj , Y. Sato , B. Scavino , J. Schueler , C. Schwanda , Y. Seino , A. Selce , K. Senyo , J. Serrano (3) , M. E. Sevior , C. Sfienti , T. Shillington , J. -G. Shiu , A. Sibidanov , F. Simon , J. B. Singh , J. Skorupa , A. Soffer , A. Sokolov , E. Solovieva , S. Spataro , B. Spruck , M. Starič , S. Stefkova , Z. S. Stottler , R. Stroili , M. Sumihama , K. Sumisawa , W. Sutcliffe , S. Y. Suzuki , H. Svidras , M. Tabata , M. Takizawa , U. Tamponi , S. Tanaka , K. Tanida , H. Tanigawa , F. Tenchini , R. Tiwary , D. Tonelli , E. Torassa , N. Toutounji , Karim Trabelsi (2) , M. Uchida , I. Ueda , Y. Uematsu , T. Uglov , K. Unger , Y. Unno , K. Uno , S. Uno , P. Urquijo , Y. Ushiroda , S. E. Vahsen , R. van Tonder , G. S. Varner , K. E. Varvell , A. Vinokurova , L. Vitale , V. Vobbilisetti (2) , E. Waheed , H. M. Wakeling , E. Wang , M. -Z. Wang , A. Warburton , M. Watanabe , S. Watanuki , M. Welsch , C. Wessel , H. Windel , E. Won , X. P. Xu , B. D. Yabsley , S. Yamada , W. Yan , S. B. Yang , H. Ye , J. H. Yin , 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
F. Abudinén
I. Adachi
L. Aggarwal
H. Aihara
N. Akopov
A. Aloisio
N. Anh Ky
D. M. Asner
H. Atmacan
T. Aushev
V. Aushev
V. Babu
S. Bahinipati
Sw. Banerjee
S. Bansal
J. Baudot
A. Baur
A. Beaubien
J. Becker
P. K. Behera
J. V. Bennett
E. Bernieri
F. U. Bernlochner
M. Bertemes
E. Bertholet
M. Bessner
B. Bhuyan
F. Bianchi
T. Bilka
D. Biswas
A. Bobrov
D. Bodrov
A. Bolz
A. Bozek
M. Bračko
P. Branchini
T. E. Browder
A. Budano
S. Bussino
M. Campajola
G. Casarosa
C. Cecchi
V. Chekelian
C. Chen
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
F. Dattola
G. de Marino
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
  • Fonction : Auteur
M. Eliachevitch
D. Epifanov
P. Feichtinger
T. Ferber
D. Ferlewicz
T. Fillinger
C. Finck
G. Finocchiaro
K. Flood
A. Fodor
F. Forti
A. Frey
B. G. Fulsom
E. Ganiev
M. Garcia-Hernandez
V. Gaur
A. Gaz
A. Gellrich
R. Giordano
A. Giri
B. Gobbo
R. Godang
P. Goldenzweig
W. Gradl
S. Granderath
E. Graziani
D. Greenwald
T. Gu
K. Gudkova
J. Guilliams
C. Hadjivasiliou
K. Hara
T. Hara
K. Hayasaka
H. Hayashii
S. Hazra
C. Hearty
M. T. Hedges
I. Heredia de la Cruz
M. Hernández Villanueva
A. Hershenhorn
T. Higuchi
E. C. Hill
M. Hoek
M. Hohmann
C. -L. Hsu
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
H. Junkerkalefeld
H. Kakuno
A. B. Kaliyar
J. Kandra
K. H. Kang
R. Karl
G. Karyan
T. Kawasaki
C. Ketter
H. Kichimi
C. Kiesling
C. -H. Kim
D. Y. Kim
K. -H. Kim
Y. -K. Kim
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
R. Kumar
K. Kumara
T. Kunigo
Y. -J. Kwon
S. Lacaprara
Y. -T. Lai
T. Lam
J. S. Lange
M. Laurenza
S. C. Lee
L. K. Li
Y. B. Li
J. Libby
K. Lieret
Q. Y. Liu
D. Liventsev
S. Longo
A. Lozar
T. Lueck
C. Lyu
M. Maggiora
R. Maiti
S. Maity
R. Manfredi
E. Manoni
S. Marcello
C. Marinas
L. Martel
A. Martini
L. Massaccesi
M. Masuda
K. Matsuoka
J. A. Mckenna
F. Meier
M. Merola
F. Metzner
M. Milesi
C. Miller
K. Miyabayashi
G. B. Mohanty
N. Molina-Gonzalez
S. Moneta
H. Moon
M. Mrvar
I. Nakamura
K. R. Nakamura
M. Nakao
H. Nakayama
A. Narimani Charan
M. Naruki
Z. Natkaniec
A. Natochii
L. Nayak
M. Nayak
N. K. Nisar
S. Nishida
K. Nishimura
S. Ogawa
H. Ono
G. Pakhlova
A. Paladino
A. Panta
S. Pardi
K. Parham
H. Park
S. -H. Park
A. Passeri
S. Patra
S. Paul
T. K. Pedlar
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
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
D. Sahoo
D. A. Sanders
S. Sandilya
L. Santelj
Y. Sato
B. Scavino
J. Schueler
C. Schwanda
Y. Seino
A. Selce
K. Senyo
J. Serrano
M. E. Sevior
C. Sfienti
T. Shillington
J. -G. Shiu
A. Sibidanov
F. Simon
J. B. Singh
J. Skorupa
A. Soffer
A. Sokolov
E. Solovieva
S. Spataro
B. Spruck
M. Starič
S. Stefkova
Z. S. Stottler
R. Stroili
M. Sumihama
K. Sumisawa
W. Sutcliffe
S. Y. Suzuki
H. Svidras
M. Tabata
M. Takizawa
U. Tamponi
S. Tanaka
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
P. Urquijo
  • Fonction : Auteur
Y. Ushiroda
S. E. Vahsen
R. van Tonder
G. S. Varner
K. E. Varvell
A. Vinokurova
L. Vitale
E. Waheed
H. M. Wakeling
E. Wang
M. -Z. Wang
A. Warburton
M. Watanabe
S. Watanuki
M. Welsch
C. Wessel
H. Windel
E. Won
X. P. Xu
B. D. Yabsley
S. Yamada
W. Yan
S. B. Yang
H. Ye
J. H. Yin
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

The dark photon $A^\prime$ and the dark Higgs boson $h^\prime$ are hypothetical particles predicted in many dark sector models. We search for the simultaneous production of $A^\prime$ and $h^\prime$ in the dark Higgsstrahlung process $e^{+}e^{-}\rightarrow A^\prime \, h^\prime$ with $A^\prime \rightarrow \mu^+\mu^-$ and $ h^\prime$ invisible in electron-positron collisions at a center-of-mass energy of 10.58 GeV collected by the Belle II experiment in 2019. With an integrated luminosity of 8.34 fb$^{-1}$, we observe no evidence for signal. We obtain exclusion limits at 90% Bayesian credibility in the range of 1.7--5.0 fb on the cross section and in the range of $1.7 \times10^{-8}$--$200 \times10^{-8}$ on the effective coupling $\varepsilon^2 \times \alpha_D$ for the $A^\prime$ mass in the range of 4.0 GeV/$c^2$ $< M_{A^\prime}< 9.7$ GeV/$c^2$ and for the $h^\prime$ mass $M_{h^\prime} < M_{A^\prime}$, where $\varepsilon$ is the mixing strength between the standard model and the dark photon and $\alpha_D$ is the coupling of the dark photon to the dark Higgs boson. Our limits are the first in this mass range.

Dates et versions

hal-04302819 , version 1 (23-11-2023)

Identifiants

Citer

F. Abudinén, I. Adachi, L. Aggarwal, H. Aihara, N. Akopov, et al.. Search for a Dark Photon and an Invisible Dark Higgs Boson in μ+μ- and Missing Energy Final States with the Belle II Experiment. Physical Review Letters, 2023, 130 (7), pp.071804. ⟨10.1103/PhysRevLett.130.071804⟩. ⟨hal-04302819⟩
13 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More